La mécanique quantique est la théorie fondamentale qui régit le fonctionnement de la nature à l'échelle microscopique. Cependant, une description entièrement quantique constitue souvent un défi de taille, tant pour les développements analytiques que pour les calculs numériques, en particulier pour les objets contenant des centaines ou des milliers de particules. Dans ces cas, il peut être pratique de séparer le système en plusieurs sous-systèmes, dont certains sont traités de manière classique et d'autres de manière quantique.
Nous aborderons ici ce problème sous deux angles complémentaires. D'une part, la représentation de Wigner inscrit la mécanique quantique dans le formalisme classique des distributions de probabilité évoluant dans l'espace des phases. D'autre part, la théorie de Koopman-von Neumann est une représentation de la mécanique classique qui utilise un formalisme mathématique identique à celui de la mécanique quantique (opérateurs dans les espaces de Hilbert). Ces deux approches constituent des candidats idéaux pour décrire des systèmes hybrides dans lesquels certaines variables sont classiques et d'autres quantiques.
Activités
Deux applications pratiques sont envisagées : (i) l'intrication de deux qubits de spin couplés par des interactions dipolaires magnétiques médiées par un système classique, tel qu'un ferromagnétique macroscopique, des excitations magnoniques ou des parois de domaine magnétiques ; (ii) l'effet d'un fort couplage spin-orbite sur le transport électronique et de spin dans des fils quantiques semi-conducteurs.
Dans les deux cas, nous aborderons plusieurs effets cruciaux pour tout scénario de calcul quantique, tels que la perte de cohérence du spin par couplage avec un système classique, ou l'efficacité de l'intrication des qubits médiée par un système classique.
Compétences
Nous recherchons un(e) candidat(e) très motivé(e), titulaire d'un doctorat en physique théorique et/ou computationnelle ou en mathématiques appliquées. De solides connaissances en mécanique quantique et en simulation numérique sont requises (par exemple, Python, Mathematica, Matlab). Des connaissances en mécanique statistique hors équilibre (équations de Boltzmann et de Vlasov) et en magnétisme (dynamique des spins, équation de Landau-Lifshitz-Gilbert) sont souhaitables. La maîtrise de l'anglais est également requise (niveau B2 minimum selon le cadre européen de référence).
Contexte de travail
Le ou la candidate retenu-e intègrera l'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS-UMR 7504) CNRS - Université de Strasbourg, plus précisément l'équipe Dynamique quantique des nano-objets (Q-Dyno) (https://tinyurl.com/QDyno-ipcms/) rattachée au Département d'Optique et Nanophotonique (DON).
Il ou elle participera régulièrement aux « group meetings » de l'équipe ainsi qu'aux réunions de présentations et discussions avec notre collaborateur au Royaume-Uni (University of Surrey) dans le cadre de ce projet collaboratif.
Des déplacements au département de mathématiques et physique de l'université de Surrey (UK) sont envisagés.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Le ou la candidate retenu-e intègrera l'Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS-UMR 7504) CNRS - Université de Strasbourg, plus précisément l'équipe Dynamique quantique des nano-objets (Q-Dyno) (https://tinyurl.com/QDyno-ipcms/) rattachée au Département d'Optique et Nanophotonique (DON).
Il ou elle participera régulièrement aux « group meetings » de l'équipe ainsi qu'aux réunions de présentations et discussions avec notre collaborateur au Royaume-Uni (University of Surrey) dans le cadre de ce projet collaboratif.
Des déplacements au département de mathématiques et physique de l'université de Surrey (UK) sont envisagés.
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