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Que se passe-t-il lorsque plusieurs conducteurs quantiques sont assemblés dans un circuit ?
9 avril , 16h30
Conférence de Frédéric Pierre
C2N Palaiseau – Médaille d’argent du CNRS 2022
dans le cadre du cycle de conférences
« Depuis Ampère jusqu’à l’électronique quantique »
Cycle spécial « Physique et Chimie au Printemps 2025» organisé par la Société Française de Physique, la Fédération de Recherche André-Marie Ampère, l’Union de Professeurs de Physique Chimie et « Demain, un monde électrique » à l’occasion du 250e anniversaire d’Ampère et de l’Année Internationale des Sciences et Technologies Quantiques.
Que se passe-t-il lorsque plusieurs conducteurs quantiques sont assemblés dans un circuit ? Répondre à cette question est primordial dans le contexte de l’ingénierie de dispositifs fonctionnels, car il faut pour cela comprendre les mécanismes qui régissent les différentes formes de transport (électricité, chaleur, fluctuations) dans les circuits quantiques composites. Le problème est hautement non-trivial, du fait des corrélations quantiques induites entre conducteurs cohérents par l’interaction Coulombienne dont l’effet est augmenté à petite échelle. Ainsi une riche variété de physique exotique à N-corps émerge dans ces circuits composites. Combinée avec le caractère souvent contrôlable in-situ de ces circuits, ils en deviennent de véritables ‘simulateurs quantiques’ permettant d’explorer une large palette de phénomènes quantiques étranges.
Dans cet exposé, je présenterai des expériences où des circuits composites forment de tels simulateurs quantiques. Nous verrons d’abord comment une forme de rétroaction quantique réduit la conductance d’un conducteur cohérent inséré dans un circuit, en violation de la loi d’Ohm. Ce phénomène appelé blocage de Coulomb dynamique correspond à la physique corrélée dite des liquides de Luttinger (par opposition aux traditionnels liquides de Fermi) se développant génériquement dans les conducteurs 1D en présence d’interactions.
Nous verrons ensuite comment de tels circuits, lorsqu’ils sont conçus pour générer certaines formes de frustration, peuvent donner lieu à différents types de physique dite ‘critique quantique’, apparaissant au voisinage d’une transition de phase quantique et associée à l’émergence d’étranges états de la matière.
Gratuit avec Inscription obligatoire ICI