Réduction du paquet d'onde

Résumé

La réduction du paquet d'onde est un concept de la mécanique quantique selon lequel, après une mesure, un système physique voit son état entièrement réduit à celui qui a été mesuré. Pendant longtemps, le processus par lequel cette réduction a lieu a été inconnu des physiciens, ce qui les a contraint à en faire un postulat afin de rester conforme aux résultats expérimentaux. Le concept de réduction du paquet d'onde implique de nombreuses difficultés sur le plan logique et épistémologique. À ce titre, il a induit de nombreux et parfois célèbres débats au sein de la communauté scientifique. La question philosophique de la réalité est soulevée dans la mesure où la théorie suggère que ce que nous considérons comme la réalité possède une infinité théorique d'états quand elle n'est pas "mesurée" (plus exactement perturbée par une mesure, provoquant une décohérence quantique). Les différentes interprétations de la mécanique quantique diffèrent notamment sur le sens à donner aux états non o

Source officielle

https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9duction_du_paquet_d'onde

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2010

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We present an efficient procedure for constructing nonempirical hybrid functionals to accurately predict band gaps of extended systems. We determine mixing parameters by enforcing the generalized Koopmans’ condition on localized electron states, which are achieved by inserting an optimized potential probe. Application of this scheme to a large set of materials yields band gaps with a mean error of 0.30 eV with respect to experiment. Next, we consider a perturbative one-shot approach in which the single-particle eigenvalues are calculated with the wave functions obtained at the semilocal level. In this way, the computational cost is reduced by ∼85% without loss of accuracy. The scheme is found to be robust upon consideration of different defect species and functional forms.

2022

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Probing Entangled States of the Nuclear-Electronic Quantum Magnet LiHoF₄

Ivan Kovacevic

Two objects are entangled when their quantum mechanical wavefunctions cannot be written in a separable product form. Entangling dissimilar quantum objects, or hybridization, has been suggested as a promising route to efficient quantum information processors, but mostly realized on a limited scale. Hybrid nuclear-electronic many-body systems remain a largely unexplored challenge to both experiments and theories. The prototypical transverse-field Ising ferromagnet LiHoF4 is an ideal platform to address this issue. The Ising model is considered as an archetype both for the investigation of quantum criticality and for the evaluation of quantum simulators. The hyperfine coupling strength of a Ho ion is exceptionally large, promoting a strong hybridization or entanglement between the nuclear and electronic moments. The magnetic coupling between the Ho ions that leads to ferromagnetic ordering is predominantly through long-range dipole interactions, while nearest-neighbor exchange interaction is negligibly weak. Applying a transverse field induces a zero temperature quantum phase transition driven by quantum fluctuations. Altogether LiHoF4 represents a unique nuclear-electronic quantum magnet, whose wavefunctions can be readily obtained by diagonalizing the Hamiltonian using the mean-field approximation. In this thesis we develop an experimental setup to probe the entangled nuclear-electronic states in a model transverse-field Ising system LiHoF4. Using magnetic resonance the field and temperature evolution of the nuclear-electronic states are successfully traced across the whole phase diagram. We develop a theoretical framework based on mean-field calculations which provides close agreement with the experimental observations. Having established experimentally that the mean-field wavefunctions are an excellent approximation of the actual wavefunction, we used them to calculate the ground-state entanglement entropy between the electronic and nuclear magnetic moments. We find that the entanglement entropy between the nuclear and electronic moments exhibits a peak at the quantum phase transition. This suggests that the electronic entanglement is encoded onto each nuclear-electronic state. Our results pave the way for new theoretical and experimental investigations of quantum entanglement.

EPFL2016

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Probing Entangled States of the Nuclear-Electronic Quantum Magnet LiHoF₄

Ivan Kovacevic

EPFL2016