Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Quantum simulation of spin models with assembled arrays of Rydberg atoms

Résumé : Des atomes individuels piégés dans des matrices de pinces optiques et excités vers des états de Rydberg forment une plateforme expérimentale prometteuse pour la simulation quantique de modèles de spins. Lors de cette thèse, nous avons d’abord résolu le problème du chargement aléatoire des pièges, seulement 50 % d’entre eux étant chargés avec un atome. Nous avons développé une technique pour préparer des matrices 2D, puis 3D, d’atomes de 87Rb en les déplaçant un par un avec une pince optique mobile contrôlée par ordinateur. Nous avons ensuite réalisé le modèle d’Ising en excitant de manière cohérente les atomes depuis leur état électronique fondamental vers un niveau de Rydberg. Après avoir trouvé un régime optimal où l’interaction dipolaire entre deux atomes de Rydberg se réduit à une énergie de van der Waals, nous avons tenté de préparer adiabatiquement l’état de Néel qui minimise l’énergie d’interaction. Nous avons montré que l’efficacité de préparation étaitlimitée par la décohérence induite par les lasers d’excitation. Nous avons ensuite utilisé un autre régime d’interaction, le couplage dipolaire résonant, pour étudier des modèles de spins de type XY, dont le modèle Su-Schrieffer-Heeger, connu pour sa phase fermionique topologique protégée par une symétrie chirale. Ici, nous avons remplacé les fermions par des particules effectives de type `boson de cœur dur’, ce qui modifie les propriétés de cette phase. Nous avons d’abord retrouvé les propriétés à une particule, comme l’existence d’états de bords à énergie nulle. Nous avons ensuite préparé l’état fondamental à N corps pour un remplissage moitié, et observé sa dégénérescence causée par les états de bords, même en présence d’une perturbation qui lèverait cette dégénérescence dans le cas fermionique. Nous avons expliqué ce résultat par l’existence d’une symétrie plus générale, qui protège la phase bosonique.
Document type :
Theses
Complete list of metadatas

https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-02088297
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Tuesday, April 2, 2019 - 5:23:25 PM
Last modification on : Tuesday, February 4, 2020 - 3:22:09 AM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, July 3, 2019 - 4:45:12 PM

File

69552_DE_LESELEUC_DE_KEROUARA_...
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02088297, version 1

Citation

Sylvain de Leseleuc de Kerouara. Quantum simulation of spin models with assembled arrays of Rydberg atoms. Optics [physics.optics]. Université Paris-Saclay, 2018. English. ⟨NNT : 2018SACLO007⟩. ⟨tel-02088297⟩

Share

Metrics

Record views

283

Files downloads

170