Tom de CONINCK

Doctorant

Equipe de recherche au CPHT : Matière condensée

Thèmes de recherche : physique de la matière condensée, système quantiques corrélés, informatique quantique, physique numérique

Sujet de thèse : "Méthodes hybrides quantiques/classiques pour l'étude des systèmes quantiques fortement corrélés."
Directeurs de thèse : Michel Ferrero et Thomas Ayral

Résumé de la thèse

L'étude des systèmes de fermions fortement corrélés, tels que le modèle de Hubbard, est une question difficile de la physique de la matière condensée, notamment à cause de l'émergence du "problème de signe" lors du calcul de l'état fondamental. Lorsque l'on utilise des méthodes de Monte Carlo, ce problème se manifeste par la croissance exponentielle de la variance des estimateurs statistiques. L'approximation dite du "chemin contraint" utilisée en complément de l'algorithme AFQMC (Auxiliary Field Quantum Monte Carlo) permet d'annuler ce phénomène, au prix d'une approximation qui est d'autant meilleure que l'état choisi comme référence est proche de l'état fondamental du système. L'implémentation classique de cette méthode est cependant restreinte aux états quantiques facilement représentables et utilisables sur un processeur classique, tels que les déterminants de Slater. Cette thèse étudie comment l'utilisation d'algorithmes quantiques tels que le protocole dit de "shadow tomography" permet d'améliorer la méthode CP-AFQMC classique appliquée au modèle de Hubbard en diversifiant les états de référence utilisables. L'objectif est ainsi d'étudier l'influence d'une amélioration de l'état quantique de référence sur l'approximation du chemin contraint dans le cadre du problème à N corps quantique.