Information quantique par passage adiabatique (portes quantiques et décohérence)

Abstract

La première partie de cette thèse est consacrée à l'élaboration théorique de processus adiabatiques permettant l'implémentation de portes logiques quantiques, les constituants élémentaires des ordinateurs quantiques, par l'interaction de champs laser impulsionnels avec des atomes. L'utilisation de techniques adiabatiques permet des implémentations robustes, i.e. insensibles aux fluctuations des paramètres expérimentaux. Les processus décrits dans cette thèse ne nécessitent que le contrôle précis des polarisations et des phases relatives des champs lasers. Ces processus permettent l'implémentation d'un ensemble universel de portes quantiques, autorisant l'implémentation de toute autre porte quantique par combinaisons. La seconde partie de cette thèse concerne les effets de la décohérence par déphasage sur le passage adiabatique. La formule de probabilité de transition d'un système à deux niveaux tenant compte de ces effets décohérents est établie. Cette formule est valable dans les différents régimes, diabatique et adiabatique, et permet d'établir les paramètres de trajectoires elliptiques optimisant le transfert de population.The first part of this thesis is about adiabatic quantum processes designed for the implementation of quantum logic gates, the elementary components of quantum computers, by the interaction of pulsed laser fields with atoms. The adiabatic methods allow robust processes, i.e. which are not sensitive to the fluctuations of experimental parameters. The processes described in this thesis only require accurate control of the polarisations and the relative static phases of the laser fields. These processes allow the implementation of a universal set of quantum gates, which make possible the implementation of all the other quantum gates by combinations. The second part of this thesis concerns the effects of dephasing decoherence in adiabatic passage. The transition probability formula of a two level system with dephasing is established. This formula is valid in all regimes, from diabatic to adiabatic, and can be used to derive the parameters of elliptic trajectories that optimise the population transfer.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF