Prix de thèse 2024

Cette thèse présente notre implémentation d’un simulateur quantique (SQ) pour le modèle de Fermi-Hubbard avec des atomes de strontium 87. Le 87Sr de grand spin nucléaire I=9/2 bénéficie d’une raie d’intercombinaison étroite de 7.4 kHz jouant un rôle central dans cette thèse. Elle offre un cadre idéal pour manipuler les 10 états de spin nucléaires par couplage spin-orbite (CSO) avec une émission spontanée minimale. D’abord, nous démontrons une méthode pour mesurer des densités locales non résolues par notre système d’imagerie. Nous surpassons les limites dues aux abbérations et variations rapides du profile de densité, par une correction non-linéaire établie à partir de la loi de Beer-Lambert. Nous déduisons des tailles jusqu’à 1/4 pixel. Ensuite, nous préparons des mers de Fermi de 87Sr polarisées à T/TF=0.25 en utilisant une purification de spin par pompage optique. Les populations de spin sont mesurées par des transferts d’impulsion sélectifs en spin grâce au CSO. Nous démontrons de plus une méthode pour retourner les spins de manière cohérente et sélective. La dégénéréscence de l’état fondamental est levée par un déplacement lumineux quadratique. Par passage Raman adiabatique, les spins sont retournés avec une efficacité de 80% qui sera améliorée à 95%. Conçu comme un réseau optique, cette méthode pemettra l’écriture deterministe d’une texture de spin qui sera l’état initial du SQ. Enfin, nous étudions le chargement d’un gaz de Fermi dans la bande fondamentale d’un réseau 1D de grande période 2μm. Nous montrons l’importance de maintenir un taux de collision suffisant pour suivre le cross-over de géométrie de 3D à 2D, et nous produisons simultanément 4 mers de Fermi 2D.