JCJC - Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs

Corrélations Quantiques & Intrication dans les états Liens de Valence – Q-BONDS

Résumé de soumission

À basse température, les fluctuations quantiques dans les systèmes de spins antiferromagnétiques frustrés restent suffisamment importantes pour empêcher l'apparition d'un ordre magnétique à longue portée, engendrant ainsi des états de la matière non-conventionnels et encore mal compris, tels que les Cristaux de Liens de Valence ou les Liquides de Spins. Ces états sont profondément quantiques et ne peuvent pas être appréhendés sur des bases semi-classiques. De plus, ils constituent des exemples archétypaux d'objets macroscopiques caractérisés à la fois par une forte intrication et des corrélations magnétiques inhabituelles. De ce fait, ils sont à la croisée des problématiques modernes de la matière condensée et de l'information quantique. La simple évaluation des corrélations magnétiques ou de l'entropie de von Neumann dans un état singulet obtenu à partir de deux spins met en évidence son rôle de brique élémentaire dans la formation de ces corrélations et de l'intrication. Ainsi, les états de Liens de Valence définis comme des produits de singulets à deux sites constituent l'outil idéal permettant à la fois de comprendre la physique exotique des antiferromagnétiques frustrés à basse température et la façon d'obtenir des états quantiques massivement intriqués. En mettant en oeuvre de nouvelles approches basées sur les états de Liens de Valence, l'objectif du présent projet est d'étudier ces états non-conventionnels émergeant à basse énergie dans des modèles réalistes de spins ou effectifs de dimères, dans une double perspective matière condensée / information quantique. Enfin, nous souhaitons éclaircir la question fondamentale des relations entre les corrélations quantiques et l'intrication. Notre jeune équipe possède une expertise de premier plan dans le domaine de l'antiferromagnétisme frustré et des calculs numériques de haute précision à grande échelle. Grâce à des avancées récentes à la fois numériques et analytiques dans le traitement des états Liens de Valence, nous anticipons des percées majeures dans la compréhension des phases quantiques émergentes dans ces systèmes pendant les prochaines années. Parallèlement à cela, notre intérêt pour l'information quantique nous a amenés à introduire récemment une mesure alternative de l'intrication bipartite qui apparaît dans les systèmes antiferromagnétiques. Nous avons en particulier pu caractériser les propriétés d'intrication de systèmes bidimensionnels de spins. Il s'agit d'une avancée majeure dans la mesure où, pour l'instant, seuls des cas unidimensionnels étaient accessibles. Ce premier pas fructueux est typique de ce que peut être notre apport à la théorie de l'information quantique dans le cadre de ce projet. Il illustre aussi le fait que des techniques efficaces et des concepts de la matière condensée peuvent déverrouiller des questions fondamentales en information quantique.

Coordination du projet

Fabien ALET (Organisme de recherche)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 200 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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