Description

Dans le cadre du développement des technologies quantiques, la gestion des échanges d'énergie et des processus thermodynamiques à l'échelle des systèmes quantiques individuels devient essentielle. À ces échelles, les effets quantiques jouent un rôle clé et offrent de nouvelles opportunités pour le contrôle de l'énergie, le calcul et la détection. La compréhension des interactions entre ces systèmes, en particulier lorsqu'ils sont hors d'équilibre thermique, est cruciale pour exploiter ces effets.

Ce projet de thèse propose d'étudier les échanges d'énergie dans des systèmes quantiques élémentaires (atome, point quantique, défaut quantique, qubits supraconducteurs) hors d'équilibre thermique. Ces systèmes seront couplés à un bain électromagnétique stationnaire hors équilibre, créé par des objets macroscopiques à différentes températures. Les interactions entre ces objets, à différentes températures, provoquent des effets importants sur des phénomènes tels que les forces, la thermalisation et la décohérence.

L'objectif du projet est d'explorer comment la nanostructuration et des propriétés diélectriques particulières peuvent influencer ces systèmes quantiques, en particulier pour les applications dans les micro/nano-machines basées sur la physique quantique hors équilibre. Ces systèmes pourraient permettre de nouvelles avancées technologiques, notamment dans la gestion de l'énergie, le contrôle des flux thermiques, la protection des états quantiques et la réalisation de cycles thermodynamiques.

Les axes d'exploration incluent :

- Échanges d'énergie et thermodynamique : Étudier les échanges d'énergie entre systèmes quantiques et comment ces échanges peuvent être contrôlés pour optimiser la gestion de l'énergie et des flux thermiques.

- Physique hors équilibre : Analyser le comportement des systèmes quantiques hors d'équilibre thermique, en étudiant les impacts sur les forces, la thermalisation et la décohérence.

- Nanostructuration et propriétés diélectriques : Étudier l'impact de la nanostructuration et des propriétés diélectriques des matériaux sur le comportement des systèmes quantiques en termes de gestion de l'énergie et de processus thermodynamiques.

- Préparation et protection des états quantiques : Rechercher des méthodes pour préparer et protéger les états quantiques, essentiels pour le développement des technologies comme l'informatique quantique et la détection ultra-sensible.

- Cycles thermodynamiques : Examiner comment les systèmes quantiques élémentaires peuvent être utilisés pour réaliser des cycles thermodynamiques, avec des applications potentielles dans l'énergie quantique et la réfrigération.

Le candidat aura l'opportunité de travailler à la pointe de la recherche en physique quantique, en collaborant avec des institutions de renom telles que l'Université de Madrid et l'Université de Barcelone.

Nous recherchons un candidat motivé ayant une solide formation en physique théorique, en particulier en mécanique quantique, thermodynamique et électromagnétisme. La maîtrise des simulations numériques est un atout. Un grand intérêt pour la physique quantique et les technologies émergentes est essentiel.

Compétences requises

Le candidat devra posséder de très bonnes compétences en physique générale et tout particulièrement en électromagnétisme et en mécanique quantique. Une connaissance de base en matière de simulations numérique est souhaitée.

Bibliographie

Pour plus de détails sur les activités de recherche de l’équipe et ses publications sur le sujet : https://sites.google.com/site/mauroantezza/home.

Mots clés

Physique Quantique, Thermodynamique Quantique, Technologies Quantiques, Transfer radiative de chaleur, Effet Casimir