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Programme de recherche « Fondements de la mécanique quantique » de l'EDHEC

Les technologies quantiques progressent à grands pas, ce qui rend de plus en plus nécessaire de comprendre non seulement leur fonctionnement, mais aussi ce que la théorie sous-jacente nous apprend sur les possibilités physiques, la mesure et le temps. Ce programme relève ce défi à travers deux axes de recherche complémentaires : l’un vise à redéfinir le discours sur la mécanique quantique à travers une théorie de la potentialité ; l’autre explore la notion de temps en mécanique quantique, depuis la chronologie des événements quantiques jusqu’aux performances temporelles des technologies quantiques.

Pourquoi les fondements quantiques sont-ils importants ?

Les technologies quantiques passent des laboratoires scientifiques à une mise en œuvre industrielle et stratégique. Pourtant, le langage conceptuel utilisé pour expliquer les états quantiques, la mesure et le temps reste souvent inaccessible aux non-spécialistes. Le programme « Fondements » de l’Institut élabore des cadres rigoureux mais intelligibles qui favorisent la culture quantique, une gouvernance responsable et une implication éclairée face aux technologies émergentes.

Deux sous-programmes complémentaires

#Sous-programme 1 — Se réapproprier le récit quantique

Que décrit l’état quantique avant qu’un résultat ne devienne effectif ?

Une reformulation de la mécanique quantique en termes de potentialités complexes non résolues, les probabilités émergeant lorsque les alternatives deviennent des résultats observables.

La mécanique quantique est généralement présentée à travers les espaces de Hilbert, les opérateurs et les règles de calcul avant d’expliquer ce que ces structures représentent. Ce sous-programme part plutôt de notions familières d’incertitude — résultats possibles, dépendance, mise à jour et transitions — et se demande comment celles-ci
doivent être étendues pour décrire des alternatives quantiques non résolues.

Sa proposition centrale consiste à distinguer les potentialités complexes, qui se composent de manière linéaire avant la résolution, des probabilités de résultats actualisés générés par la règle de Born. Cette approche préserve les prédictions quantiques standard tout en offrant une explication plus intuitive de la superposition, de l’intrication, de la mesure et de la décohérence.
 

Découvrez les publications et les explications en langage clair.
 

#Sous-programme 2 — Le temps en mécanique quantique

Quand les événements quantiques se produisent-ils, et comment décrire la durée des processus quantiques ?

Recherches sur les distributions d’événements dans le temps, les protocoles de mesure, le temps émergent et les questions liées aux applications technologiques dans l’informatique quantique, le contrôle, la détection et la communication.

Le temps occupe une place particulière dans la théorie quantique. Il intervient généralement comme paramètre externe, même si de nombreuses questions physiques portent sur la probabilité qu’un événement se produise à un moment donné. Ce programme élabore des descriptions opérationnelles de la chronométrie des événements et étudie comment l’ordre temporel et
la durée peuvent être associés à des enregistrements physiques et à des résultats effectifs. Il s’agit également d’un programme de recherche axé sur les applications technologiques. Les processeurs quantiques, les capteurs et les systèmes de communication sont mis en œuvre au moyen d’impulsions de contrôle temporisées, de plans de mesure et de processus de
transfert d’informations. Une analyse distributionnelle du moment où un état cible est atteint peut révéler des différences entre les implémentations physiques qui sont invisibles au niveau de la durée compilée du circuit unitaire ou nominal, et peut éclairer le contrôle quantique, l’évaluation comparative au niveau des impulsions, la conception des mesures,
la planification et les stratégies de redémarrage.

La page web doit mentionner les travaux émergents sur le temps interne et sur les ressources physiques nécessaires à la formation des enregistrements, mais ne doit développer techniquement aucun de ces deux projets. Leur contenu scientifique relève des résumés d’articles liés.

Découvrez les publications sur le temps quantique, la mesure et les technologies.

Comment les programmes s'articulent-ils ?

Les deux sous-programmes ont pour point commun de s'intéresser au passage d'alternatives non résolues à des événements distincts.
Le programme de la potentialité s'interroge sur la structure qui décrit les alternatives avant leur résolution ; le programme du temps s'interroge sur le moment où la résolution se produit, sur la manière dont elle peut être mesurée, et sur la façon dont des séquences d'événements enregistrés peuvent étayer l'ordre temporel et la durée.

Publications

Foundations

La physique de l'incertitude non résolue : la mécanique quantique en tant que théorie de la potentialité

Nous proposons une reformulation de la mécanique quantique comme une théorie de l'incertitude non résolue. Le cadre est formulé dans le langage de la théorie des mesures à valeurs complexes, considérée comme une contrepartie préprobabiliste de la théorie des probabilités ordinaires.

Foundations

Stroboscopie quantique pour les mesures de temps

Physical Review Letters, 136, 110201.

Foundations

Temps d'arrivée quantiques en chute libre

Journal of Physics: Conference Series, 3017, 012022.

Foundations

Retard quantique dans le temps d'arrivée d'atomes en chute libre

Physical Review A, 109, 1, 012216.

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