Contrôle optimal de la dynamique dissipative de systèmes quantiques PDF Download
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Author: Cyrill Kontz
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Category :
Languages : fr
Pages : 122
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Author: Cyrill Kontz
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Languages : fr
Pages : 122
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Author: Aurélie Chenel
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Languages : fr
Pages : 0
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L'étude des effets quantiques, comme les cohérences quantiques, et leur exploitation en contrôle par impulsion laser constituent encore un défi numérique pour les systèmes de grande taille. Pour réduire la dimensionnalité du problème, la dynamique dissipative se focalise sur un sous-espace quantique dénommé 'système', qui inclut les degrés de liberté les plus importants. Le système est couplé à un bain thermique d'oscillateurs harmoniques. L'outil essentiel de la dynamique dissipative est la densité spectrale du bain, qui contient toutes les informations sur le bain et sur l'interaction entre le système et le bain. Plusieurs stratégies complémentaires existent. Nous adoptons une équation maîtresse quantique non-markovienne pour décrire l'évolution de la matrice densité associée au système. Cette approche, développée par C. Meier et D.J. Tannor, est perturbative en fonction du couplage entre le système et le bain, mais pas en fonction de l'interaction avec un champ laser. Le but est de confronter cette méthodologie à des systèmes réalistes calibrés par des calculs de structure électronique ab initio. Une première étude porte sur la modélisation du transfert d'électron ultrarapide à une hétérojonction oligothiophène-fullerène, présente dans des cellules photovoltaïques organiques. La description du problème en fonction d'une coordonnée brownienne permet de contourner la limitation du régime perturbatif. Le transfert de charge est plus rapide mais moins complet lorsque la distance R entre les fragments oligothiophène et fullerène augmente. La méthode de dynamique quantique décrite ci-dessus est ensuite combinée à la Théorie du Contrôle Optimal (OCT), et appliquée au contrôle d'une isomérisation, le réarrangement de Cope, dans le contexte des réactions de Diels-Alder. La prise en compte de la dissipation dès l'étape d'optimisation du champ permet à l'algorithme de contrôle de contrer la décohérence induite par l'environnement et conduit à un meilleur rendement. La comparaison de modèles à une et deux dimensions montre que le contrôle trouve un mécanisme adapté au modèle utilisé. En deux dimensions, il agit activement sur les deux coordonnées du modèle. En une dimension, le décohérence est minimisée par une accélération du passage par les états délocalisés situés au-dessus de la barrière de potentiel.
Author: Marc Lapert
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Languages : fr
Pages : 0
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L'objectif de cette thèse est d'appliquer la théorie du contrôle optimal à la dynamique de systèmes quantiques. Le premier point consiste à introduire dans le domaine du contrôle quantique des outils de contrôle optimal initialement développés en mathématique. Cette approche a ensuite été appliquée sur différent types de systèmes quantiques décrit par une grande ou une petite dimension. La première partie du manuscrit introduit les différents outils de contrôles utilisés avec une approche adaptée à un public de physiciens. Dans la seconde partie, ces techniques sont utilisées pour contrôler la dynamique des spins en RMN et IRM. La troisième partie s'intéresse au développement de nouveaux algorithmes itératifs de contrôle optimal appliqués au contrôle par champ laser de la dynamique rotationnelle des molécules linéaires en phases gazeuse ainsi qu'au développement d'une stratégie de contrôle simple permettant de délocaliser une molécule dans un plan. La quatrième partie traite le contrôle en temps minimum d'un condensat de Bose-Einstein à deux composantes. La dernière partie permet de comparer qualitativement et quantitativement les différentes méthodes de contrôle optimal utilisées. Les seconde et troisième parties ont également bénéficier de l'implémentation expérimentale des solutions de contrôle optimal obtenues.
Author: Marc Lapert
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Languages : fr
Pages : 198
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L’objectif de cette thèse est d’appliquer la théorie du contrôle optimal à la dynamique de systèmes quantiques. Le premier point consiste à introduire dans le domaine du contrôle quantique des outils de contrôle optimal initialement développés en mathématique. Cette approche a ensuite été appliquée sur différent types de systèmes quantiques décrit par une grande ou une petite dimension. La première partie du manuscrit introduit les différents outils de contrôles utilisés avec une approche adaptée à un public de physiciens. Dans la seconde partie, ces techniques sont utilisées pour contrôler la dynamique des spins en RMN et IRM. La troisième partie s’intéresse au développement de nouveaux algorithmes itératifs de contrôle optimal appliqués au contrôle par champ laser de la dynamique rotationnelle des molécules linéaires en phases gazeuse ainsi qu’au développement d’une stratégie de contrôle simple permettant de délocaliser une molécule dans un plan. La quatrième partie traite le contrôle en temps minimum d’un condensat de Bose-Einstein à deux composantes. La dernière partie permet de comparer qualitativement et quantitativement les différentes méthodes de contrôle optimal utilisées. Les seconde et troisième parties ont également bénéficier de l’implémentation expérimentale des solutions de contrôle optimal obtenues.
Author: Laëtitia Bomble
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Languages : fr
Pages : 163
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Cette thèse porte sur la recherche et l’étude de nouveaux moyens de coder et manipuler de l’information sur des systèmes quantiques. On peut, sur ceux-ci, continuer d’utiliser la logique usuelle (classique) afin de gagner en taille et en rapidité, ou développer une nouvelle logique (quantique) utilisant les propriétés quantiques de ces systèmes afin de faire des opérations irréalisables en logique classique. Les supports de l’information retenus ici sont des états propres de molécules. Pour pouvoir y manipuler l’information, il faut en contrôler la dynamique, ici par l’emploi d’un champ laser mis en forme pour faire sur la molécule une transformation précise (impulsions TT ou STIRAP optimisées par algorithmes génétiques, ou calculées par contrôle optimal). L’objectif de ce travail était de rechercher des systèmes quantiques candidats parmi les molécules pour le calcul classique et quantique, et d’y simuler des portes logiques, avec des encodages de l’information et des méthodes de contrôle variées. Pour le calcul classique, l’implémentation d’un additionneur au moyen de processus STIRAP sur le dioxyde de soufre a été simulée, proposant ainsi une mise en œuvre pour l’implémentation d’une porte classique sur un système moléculaire quantique. Pour le calcul quantique, des circuits ont été implémentés par computation vibrationnelle sur le chlorure de bromoacétyl nitreux, l’acide nitreux et le thiosphogène contrôlés par contrôle optimal, confirmant le potentiel présenté par les molécules polyatomiques pour le calcul quantique. L’utilisation d’un réseau de molécules diatomiques ultra-froides piégées couplée par interaction dipolaire, comme support logique a également été étudiée.
Author: Mazyar Mirrahimi
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Languages : fr
Pages : 151
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Nous étudions trois classes de modèles utilisés dans la littérature pour représenter les systèmes quantiques:1-L'équation de Schrödinger où le contrôle agit sur le système de façon bilinéaire; 2-L'équation de Lindblad; 3-Les filtres quantiques (modèles stochastiques). Les contributions de la thèse concernant l'équation de Schrödinger se répartissent en trois parties. Dans le premier chapitre, nous étudions la contrôlabilité d'un tel système. Le cas de dimension finie étant déjà bien exploré, nous traitons l'exemple d'un oscillateur harmonique quantique comme un cas typique des problèmes de dimension infinie. La question de la génération des trajectoires est abordée dans le chapitre 2. Le contrôle en boucle ouverte du système est alors traité à l'aide des méthodes de stabilisation de Lyapounov. Enfin dans le chapitre 3, nous étudions le problème inverse d'identification à l'aide de méthodes numériques d'optimisation. Au sujet de l'équation de Lindblad, la contribution de cette thèse se résume à la réduction du modèle lorsque certaines hypothèses sur les durées de vie atomiques sont vérifiées. Cette étude peut-être considérée comme une première étape vers le contrôle en boucle fermée d'un ensemble statistique de systèmes quantiques. Finalement dans le chapître 5, nous considérons les filtres quantiques. Certaines méthodes issues de la théorie des probabilités ainsi que les techniques de Lyapounov stochastiques nous permettent d'étudier la stabilisation globale de ces modèles.
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Publisher: Lulu.com
ISBN: 1430318678
Category : Reference
Languages : en
Pages : 385
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This volume presents a catalogue of over 2000 doctoral theses by Africans in all fields of mathematics, including applied mathematics, mathematics education and history of mathematics. The introduction contains information about distribution by country, institutions, period, and by gender, about mathematical density, and mobility of mathematicians. Several appendices are included (female doctorate holders, doctorates in mathematics education, doctorates awarded by African universities to non-Africans, doctoral theses by non-Africans about mathematics in Africa, activities of African mathematicians at the service of their communities). Paulus Gerdes compiled the information in his capacity of Chairman of the African Mathematical Union Commission for the History of Mathematics in Africa (AMUCHMA). The book contains a preface by Mohamed Hassan, President of the African Academy of Sciences (AAS) and Executive Director of the Academy of Sciences for the Developing World (TWAS). (383 pp.)
Author: Claude Cohen-Tannoudji
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 3527345558
Category : Science
Languages : en
Pages : 790
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Book Description
This new, third volume of Cohen-Tannoudji's groundbreaking textbook covers advanced topics of quantum mechanics such as uncorrelated and correlated identical particles, the quantum theory of the electromagnetic field, absorption, emission and scattering of photons by atoms, and quantum entanglement. Written in a didactically unrivalled manner, the textbook explains the fundamental concepts in seven chapters which are elaborated in accompanying complements that provide more detailed discussions, examples and applications. * Completing the success story: the third and final volume of the quantum mechanics textbook written by 1997 Nobel laureate Claude Cohen-Tannoudji and his colleagues Bernard Diu and Franck Laloë * As easily comprehensible as possible: all steps of the physical background and its mathematical representation are spelled out explicitly * Comprehensive: in addition to the fundamentals themselves, the books comes with a wealth of elaborately explained examples and applications Claude Cohen-Tannoudji was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris where he also studied and received his PhD in 1962. In 1973 he became Professor of atomic and molecular physics at the Collège des France. His main research interests were optical pumping, quantum optics and atom-photon interactions. In 1997, Claude Cohen-Tannoudji, together with Steven Chu and William D. Phillips, was awarded the Nobel Prize in Physics for his research on laser cooling and trapping of neutral atoms. Bernard Diu was Professor at the Denis Diderot University (Paris VII). He was engaged in research at the Laboratory of Theoretical Physics and High Energy where his focus was on strong interactions physics and statistical mechanics. Franck Laloë was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris. His first assignment was with the University of Paris VI before he was appointed to the CNRS, the French National Research Center. His research was focused on optical pumping, statistical mechanics of quantum gases, musical acoustics and the foundations of quantum mechanics.
Author: Fanzhang Li
Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG
ISBN: 3110499509
Category : Computers
Languages : en
Pages : 534
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Book Description
This book explains deep learning concepts and derives semi-supervised learning and nuclear learning frameworks based on cognition mechanism and Lie group theory. Lie group machine learning is a theoretical basis for brain intelligence, Neuromorphic learning (NL), advanced machine learning, and advanced artifi cial intelligence. The book further discusses algorithms and applications in tensor learning, spectrum estimation learning, Finsler geometry learning, Homology boundary learning, and prototype theory. With abundant case studies, this book can be used as a reference book for senior college students and graduate students as well as college teachers and scientific and technical personnel involved in computer science, artifi cial intelligence, machine learning, automation, mathematics, management science, cognitive science, financial management, and data analysis. In addition, this text can be used as the basis for teaching the principles of machine learning. Li Fanzhang is professor at the Soochow University, China. He is director of network security engineering laboratory in Jiangsu Province and is also the director of the Soochow Institute of industrial large data. He published more than 200 papers, 7 academic monographs, and 4 textbooks. Zhang Li is professor at the School of Computer Science and Technology of the Soochow University. She published more than 100 papers in journals and conferences, and holds 23 patents. Zhang Zhao is currently an associate professor at the School of Computer Science and Technology of the Soochow University. He has authored and co-authored more than 60 technical papers.
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Category : Chaotic behavior in systems
Languages : en
Pages : 130
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