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Valeurs faibles en mécanique quantique : questions conceptuelles

Divers Physique théorique

Résumé du sujet

Les valeurs faibles sont de surprenants résultats des mesures dites « faibles », c’est-à-dire des méthodes non-projectives permettant d’obtenir une information partielle sur un état quantique, sans pour autant provoquer la réduction de la fonction d’onde. Les valeurs faibles se trouvent au cœur de plusieurs paradoxes étudiés dans la littérature depuis les années 1980 (cf. Aharonov et al. PRL 60, 1351, 1988), par exemple le paradoxe de Hardy, le paradoxe du chat de Cheshire, la communication contrefactuelle ou encore la rétrocausalité. Récemment, quelques groupes de recherche ont mis en œuvre des expériences pour prouver la réalité des valeurs faibles. Les implications de cette notion pour les technologies quantiques bénéficient actuellement d’une large discussion impliquant des physiciens et informaticiens ; cependant, les valeurs faibles possèdent aussi une importance conceptuelle et philosophique. Dans cette thèse, le candidat tâchera d’améliorer notre compréhension des notions clefs qui figurent dans les paradoxes liés aux valeurs faibles, notamment de la « valeur » d’une observable, de « système quantique », de « localisation d’une propriété », du « temps de la mesure ». Ce travail visera à mieux structurer et éclairer les fondements de la théorie quantique sur plusieurs plans : philosophique, avec une interrogation sur le réalisme dans les approches opérationnelles ; mathématique, à travers l’application des modèles postquantiques et des théories probabilistes généralisées ; physique, via la formulation de propositions pour de nouvelles protocoles non-classiques de communication ou de cadres expérimentaux susceptibles de confirmer les résultats théoriques. Le candidat rédigera des articles visant la publication dans les revues de physique (PRL, PRA, NJP, Quantum) et/ou de philosophie de la physique (Found. Phys., SHPMP). Les collaborations attendues incluent des groupes en Autriche, Belgique, Royaume-Uni et Israël.

Laboratoire

Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
DIR
Laboratoire de recherche sur les sciences de la matière
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