(c) Leo Patrizi

Marc Barthélémy et Vincent Verbavatz ont proposé une  nouvelle équation permettant de comprendre la repartition des populations urbaines dans un pays et leur résultat est publié dans la revue Nature (en ligne le 18 novembre 2020).

Cette équation, construite à partir de données pour plusieurs pays rend compte pour la première fois des variations temporelles des populations urbaines et de leur organisation. Cette équation stochastique d’un nouveau type (et qui met en jeu deux bruits multiplicatifs, un gaussien et l’autre de Lévy) met en exergue l'importance des « chocs migratoires interurbains », mouvements de populations rares mais très significatifs et permet de comprendre la structure hiérarchique des villes et des régularités statistiques telles que la loi de Zipf.

Détails de cette étude et interview de Marc Barthélémy sur le site CEA/DRF

Orazio Scarlatella, ancien doctorant de l'IPhT,  est lauréat du prix de thèse Physique des Ondes et de la Matière (PhOM) 2020 de la Graduate School de Physique de l’Université Paris-Saclay, dans la spécialité « Physique Théorique, Numérique, et Modélisation ».

Le travail de thèse d’Orazio Scarlatella porte sur la dynamique de systèmes quantiques  à N corps dissipatifs. Ces problèmes sont d'une grande richesse et d'une grande complexité parce qu'ils combinent les effets des interactions, les fluctuations quantiques, et la physique hors d’équilibre. Le travail de d’O. Sacarlatella a consisté en plusieurs nouveaux développements conceptuels et méthodologiques dans ce domaine à l’interface entre les matériaux corrélés et l’optique quantique, avec des applications aux systèmes comme les réseaux de cavités supraconductrices ou les atomes ultra froids piégés dans des réseaux optiques. L’un des résultats principaux de sa thèse est le développement de la théorie de champ moyen dynamique (qui permet de décrire de manière non-perturbative les propriétés de certains matériaux fortement corrélés) à des systèmes ouverts dont la dynamique est décrite par une équation de Lindblad pour la matrice densité. Il s’agit d’un travail profond et très original avec un impact important dans ce domaine en pleine expansion, et où il existe encore relativement peu de méthodes théoriques puissantes.

Ce prix lui sera remis lors de la journée annuelle PhOM qui se tiendra en ligne le vendredi 4 décembre 2020 à partir de 14h00.
 

​Un chercheur de l'IPhT, Nicolas Sangouard, et ses partenaires des Universités de Genève et de Bâle sont parvenus pour la première fois à « intriquer » les sorties de deux fibres optiques partageant un photon unique à 2 km de distance. Par ce tour de force, ils montrent comment une forme d'intrication quantique simple à produire peut être distribuée puis détectée sur de longues distances.

Une étape importante vers la construction d'un internet quantique sécurisé ! 

L'intrication ou enchevêtrement quantique désigne un phénomène très surprenant qui voit deux systèmes former un état lié, l'état de chaque système individuel restant indéfini. Quelle que soit la distance qui les sépare, ces systèmes possèdent des propriétés physiques corrélées entre elles. Sans cesser de s'en émerveiller, les physiciens ont appris à utiliser l'intrication et à imaginer des applications technologiques sans équivalent classique. L'une d'elles consiste à utiliser l'intrication pour développer des réseaux de communication sécurisés, une sorte d'internet quantique avec des garanties de sécurité sans précédent.

Alors que le schéma le plus classique repose sur une paire de photons dont les états de polarisation sont corrélés, des chercheurs ont choisi de ne travailler qu'avec un seul photon. Pour produire l'intrication à un photon, il leur « suffit » de disposer d'une source de photons uniques, d'une lame semi-réfléchissante et de deux fibres optiques. Là où deux photons partageaient un état de polarisation, deux « chemins optiques » partagent un photon unique. Si la production de l'intrication à un photon est beaucoup plus simple que celle à deux photons, il en va tout autrement de la détection. Comment mettre en évidence la corrélation entre les propriétés des deux fibres optiques – à savoir présence, absence ou encore à la fois présence et absence de photon ? Les physiciens montrent qu'en ajoutant un peu de lumière dans les deux fibres optiques, il devient possible de détecter ces trois configurations qui signent la corrélation recherchée.

Cette méthode s'applique non seulement localement, au voisinage de la lame séparatrice, mais également à l'extrémité des fibres, à deux kilomètres de distance ! L'expérience réalisée reproduit un lien élémentaire de réseau quantique « complet », incluant le dispositif d' « annonce » de l'intrication. À ce stade, il n'apparaît pas d'impossibilité à étendre ce lien à quelques centaines de kilomètres, grâce à l'utilisation de répéteurs quantiques.

Comparée à son homologue à deux photons, l'intrication à un photon possède une résistance aux pertes très supérieure. Pour une liaison de 100 km, la probabilité que l'intrication soit préservée atteint 10 % pour un photon et seulement 1 % pour deux. Par ailleurs, l'annonce de la disponibilité de l'intrication est plus facile à générer dans le cas à un photon. Autant d'atouts pour cette toute nouvelle modalité!

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