Thèse de Maxime Arnal (LCAR), octobre 2020


Titre : Gaz quantique dans un potentiel périodique dépendant du temps : de la modulation perturbative aux résonances de l’effet tunnel assisté par le chaos

Résumé
Les gaz quantiques ont démontré leur capacité à imiter les propriétés d’autres systèmes et constituent, à ce titre, une plateforme privilégiée pour la simulation quantique. Ces gaz, caractérisés par un haut degré de contrôle grâce à la modulation temporelle de leurs paramètres, ont surtout été étudiés dans le régime de faible modulation ou dans un régime purement chaotique. Cette thèse vise à accroître les possibilités offertes par ces dispositifs en tirant partie d’une dynamique mixte, résultat de la modulation d’un réseau optique 1D. L’analogue classique à notre système est le pendule modulé, bien connu pour présenter des trajectoires régulières et chaotiques. Ce comportement se manifeste au niveau quantique par la présence, en plus de la structure du réseau, d’une mer chaotique. Dans ce réseau optique habillé par le chaos, nous étudions un type de transport appelé effet tunnel assisté par le chaos, qui présente des résonances susceptibles d’amplifier ou d’inhiber l’effet tunnel entre deux positions stables au sein d’un puits du réseau. Comparé aux expériences antérieures sur ce sujet, nous nous plaçons dans une configuration différente dans laquelle nous parvenons à résoudre pour la première fois ces résonances, qui constituent une signature forte du chaos quantique. Pour les simulateurs quantiques, ce travail ouvre la voie à un nouveau type de contrôle, avec notamment du transport à longue portée.

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