Thèse en Physique Théorique Explorer la Frontière Entre Physique Classique et Quantique H/F - 06

Cette thèse part d'une question simple : jusqu'où peut-on étendre la physique classique dans le domaine du quantique ?

De prime abord, physique quantique et physique statistique forment deux mondes distincts. L'objectif ici est de tracer leurs frontières réelles en repoussant les limites du monde classique. La démarche est motivée par un double enjeu : la compréhension fondamentale et la puissance technique. Chaque fois qu'un phénomène quantique peut être « classicisé », on accède à tout un arsenal d'outils analytiques et numériques - Monte-Carlo, théorie du champ moyen, EDP stochastiques - qui permettent d'aller bien plus loin qu'une simulation quantique directe. À l'inverse, si cette réduction échoue, on tient probablement une propriété profondément et irrémédiablement quantique.

Le transport quantique diffusif se prête parfaitement à cette démarche. La diffusion émerge en général du bruit, du désordre ou du couplage à un environnement - autant de mécanismes qui induisent la décohérence et font émerger le classique. Se pose alors la question : la diffusion est-elle, par nature, un phénomène classique ? Sinon, à quoi reconnaît-on une diffusion authentiquement quantique ?

Selon les affinités de l'étudiant·e, la thèse pourra également s'ouvrir sur deux autres axes :

1) Peut-on simuler la dynamique cohérente d'un système quantique à l'aide de processus de Markov classiques ? Un mapping récent le suggère, mais à un prix surprenant : il fait apparaître des « probabilités négatives ». Nous chercherons à savoir si celles-ci admettent une interprétation physique ou si, au contraire, elles marquent une limite infranchissable à toute description classique de la cohérence quantique.

2) La « phase rugueuse » de la fonction d'onde. Prenons un système quantique soumis à des mesures répétées et fortes, qui le contraignent continûment vers un état classique. Sa fonction d'onde acquiert alors des fluctuations analogues à celles d'une interface désordonnée en physique statistique, pouvant présenter une transition entre une phase « rugueuse » et une phase « lisse ». Le rôle de la phase quantique dans cette analogie reste mal compris. Nous proposons d'éclaircir ce point, pour comprendre quand et comment une fonction d'onde se comporte comme une surface classique.

En définitive, ce travail cherche à tester les frontières. En poussant le langage classique dans ses retranchements, nous visons non pas à réduire la mécanique quantique, mais à mieux cerner ce qui en fait la singularité.
Contexte de travail
Ce poste sera encadré par Tony Jin (https://sites.google.com/view/tonyjin/home?authuser=0) au sein de l'Institut de Physique de Nice (Université Côte d'Azur). Il est financé par le programme « Jeunes Chercheuses et Jeunes Chercheurs » de l'Agence nationale de la recherche (ANR).
La date de début prévue est l'automne 2026, mais elle reste flexible. Le poste est doté d'un budget pour l'achat de matériel informatique, ainsi que d'un financement pour participer à des écoles et conférences. Il inclut également la possibilité d'assurer des enseignements en français et/ou en anglais.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.