Contrôle quantique de condensats de Bose Einstein dans des réseaux optiques – QuCoBEC

La mise au point de technologies quantiques qui exploitent pleinement le potentiel de la mécanique quantique reste un défi majeur, en raison de la fragilité des états quantiques. Dans ce contexte, le projet de recherche QuCoBEC vise à démontrer le rôle clé que le contrôle quantique en général, et le contrôle quantique optimal en particulier, peuvent jouer pour le développement de ces technologies. QuCoBEC rassemble des expérimentateurs experts en manipulation d'atomes ultrafroids et des théoriciens spécialisés dans le contrôle quantique, l'algorithme quantique et les techniques d'apprentissage automatique. L'équipe développera des protocoles quantiques à mettre en œuvre et à tester sur une plate-forme quantique hautement accordable de gaz atomiques ultrafroids dans des réseaux optiques. Le projet de recherche est structuré en différents objectifs allant de la préparation et de la mesure optimales d'états quantiques spécifiques, la génération de transformations unitaires arbitraires dans un qudit et la mise en œuvre de portes et d'algorithmes quantiques standards, la conception d'impulsions robustes ou sélectives pour la détection quantique et les problèmes de métrologie, à l'application des méthodes de contrôle aux problèmes de transport en simulation quantique. Un objectif transversal à ce projet est le développement d'outils théoriques pour adapter la théorie du contrôle optimal et les algorithmes numériques correspondants aux limitations et contraintes expérimentales, et pour contrôler la dynamique dans les grands espaces de Hilbert.
Les résultats de ce projet devraient avoir un fort impact. En effet, les techniques développées dans QuCoBEC sont génériques et pourraient être facilement transposées à d'autres plateformes quantiques telles que les ions piégés, les qubits supraconducteurs ou les réseaux d'atomes de Rydberg, et appliquées dans les domaines de la simulation quantique et de la métrologie.