manipulation de systèmes quantiques simples

manipulationdesystèmesquantiquessimplesSemestre1
:M2OMPmodulesoptionnels
Enseignant(s):RosaTualle‐Brouri(Institutd'OptiqueGraduateSchool)
DanielComparat(LaboratoireAiméCotton)
Type
enseignement
8*3h
CM20h
TD4h
TP0h
3ECTS
Langue:Français
Objectifsducours:
1èrepartie:DanielComparat:Manipulationd’atomes,d’ionsoudemoléculesfroides.
Serontabordés:l’actiond’unlasersurunatomeisolé;lepiégeagedeparticules;lepassaged’unétat
quantiqueàunautre;lerefroidissement;ainsiquelestechniquesexpérimentalesassociéesàcesthèmes.
2èmepartie:RosaTualle‐Brouri:Manipulationd'étatsquantiquesdelalumière:
Lesobjectifssontd’étudierl’optiquequantiqueetsesapplications.Serontabordés:lanatureduphoton;
l’amplitudeetlaphaseauniveauquantique;l’intrication;lapropagationduchampquantiquedansles
milieuxmatériels;desnotionsd’informationquantique;ainsiquelestechniquesexpérimentalesassociées.
Pré‐requis
Despré‐requisdebaseenmécaniquequantiquesontnécessairescommeparexempledécritsdanslelivre
Mécaniquequantique(Cohen‐Tannoudji,Diu,Laloë).
Contenuducours
I–Refroidissementlaser(DanielComparat~3heures)
‐Interactionlaseravecunsystèmeàdeuxniveaux:EquationsdeBlochetdetaux
‐Forcedepressionderadiationetforcedipolaire:visionatomehabillé
‐RefroidissementDoppler,mélasseoptique
‐Piègemagnéto‐optique
‐Notiondetempérature
‐Refroidissementsub‐Doppler
‐Applicationàlamétrologie(frangesdeRamsey,horlogeatomique…)
‐Piègelumineuxconservatif(piègedipolaire,ondeévanescente…)
II–Piègesconservatifs(DanielComparat~6heures)
‐Piègeàionsetélectrons(dePauletdePenning)
‐Piègemagnétique(quadrupolaire,Ioffe…)
‐Transitionentreétatsquantiques:théorèmeadiabatique,STIRAPetLandau‐Zener
‐Refroidissementévaporatif
III–Quantificationduchampélectromagnétique(RosaTualle‐Brouri,3heures)
- Natureduphoton–espacedeFock‐Etatscohérents
- Actiond’uneséparatrice–coalescencedephotons
- Quadratures‐tomographiequantique‐fonctiondeWigner
- Problèmesmultimodes–interférencesà1photon
IV–Propagationduchampquantiquedanslesmilieuxmatériels(RosaTualle‐Brouri~6heures)
- Etudedel’amplificationparamétriqueoptique
- Générationdevidecomprimé–pairesEPR
- Générationconditionnelled’étatsquantiques
- Applicationsàl'optiquequantique:intrication,inégalitésdeBell,téléportation,opérations
fondamentalesducalculquantique,finalitéducalculquantique.
Compétencesattenduesàlafindel’UE:
Alafinducoursunétudiantdoitpouvoirlire,expliqueretévaluerlesordresdegrandeursprésentsdansles
articlesrécentsquecesoitenoptiquequantiqueouenmanipulationdeparticulesfroidesparchampsélectro‐
magnétiques.
Bibliographie:Desnotesdecoursserontdistribuées.
Modalitésd’évaluation:Enplusdel’examenfinal(écrit),unefaiblepartiedu contrôledesconnaissances
portesurdescompte‐rendusetdesTDs.