Abstract : The first part of this thesis is about adiabatic quantum processes designed for
the implementation of quantum logic gates, the elementary components of quantum
computers, by the interaction of pulsed laser fields with atoms. The adiabatic
methods allow robust processes, i.e. which are not sensitive to the fluctuations
of experimental parameters. The processes described in this thesis only require
accurate control of the polarisations and the relative static phases of the
laser fields. These processes allow the implementation of a universal set of
quantum gates, which make possible the implementation of all the other quantum
gates by combinations.
The second part of this thesis concerns the effects of dephasing decoherence in
adiabatic passage. The transition probability formula of a two level system with
dephasing is established. This formula is valid in all regimes, from diabatic to
adiabatic, and can be used to derive the parameters of elliptic trajectories
that optimise the population transfer.
Résumé : La première partie de cette thèse est consacrée à l'élaboration théorique de
processus adiabatiques permettant l'implémentation de portes logiques
quantiques, les constituants élémentaires des ordinateurs quantiques, par
l'interaction de champs laser impulsionnels avec des atomes. L'utilisation de
techniques adiabatiques permet des implémentations robustes, i.e. insensibles
aux fluctuations des paramètres expérimentaux. Les processus décrits dans cette
thèse ne nécessitent que le contrôle précis des polarisations et des phases
relatives des champs lasers. Ces processus permettent l'implémentation d'un
ensemble universel de portes quantiques, autorisant l'implémentation de toute
autre porte quantique par combinaisons.
La seconde partie de cette thèse concerne les effets de la décohérence par
déphasage sur le passage adiabatique. La formule de probabilité de transition
d'un système à deux niveaux tenant compte de ces effets décohérents est établie.
Cette formule est valable dans les différents régimes, diabatique et
adiabatique, et permet d'établir les paramètres de trajectoires elliptiques
optimisant le transfert de population.