Cette thèse porte sur l'étude de systèmes quantiques à N-corps à température nulle, où le comportement du système n'est alors soumis qu'aux effets quantiques. Je vais présenter ici une approche variationnelle développée avec Tommaso Roscilde, mon directeur de thèse, et Fabio Mezzacapo, mon co-encadrant de thèse, pour étudier ces systèmes.Cette approche se base sur une parametrisation de l’état quantique (dit Ansatz) à laquelle on applique une procédure d’optimisation variationnelle lui permettant de reproduire l'évolution d'un système soumis à l'équation de Schrödinger, tout en limitant le nombre de variables considérées. En considérant une évolution en temps imaginaire, il est possible d'étudier l'état fondamental d'un système. Je me suis ainsi intéressé à un modèle de chaîne XX de spins 1/2, dont les corrélations à longue portée rendent l'étude difficile, et adapté ainsi notre approche pour reproduire au mieux les corrélations et l'intrication du système. Je me suis ensuite intéressé au modèle J1-J2 dont la structure de signe non positive des coefficients de l’état quantique pose un défi important pour les approches Monte Carlo; et dans laquelle la frustration magnétique induit une transition de phase quantique (d’un état aux corrélations à longue porté vers un état non magnétique avec formation d’un cristal de lien de valence). Je me suis enfin intéressé à l'évolution temporelle d'un système à N-corps à partir d'un état non stationnaire. J'ai pu étudier la capacité de notre approche à reproduire la croissance linéaire de l’intrication dans le temps, ce qui est un obstacle fondamental pour les approches alternatives telles que le groupe de renormalisation de la matrice densité. / This thesis presents a study of quantum many-body systems at zero temperature, where the behavior of the system is purely driven by the quantum effects. I will introduce a variationnal approach developped with Tommaso Roscilde, my PhD supervisor, and Fabio Mezzacapo, my co-supervisor, in order to study these systems.This approach is based on a parametrisation of the quantum state (named Ansatz) on which we apply a variational optimisation, allowing us reproduce the system's evolution under Schrödinger's equation with a limited number of variables.By considering an imaginary-time evolution, it is possible to reconstruct the system's ground state. I focused on S=1/2 XX spin chain, where the long-range quantum correlations complicate a variational study; and I have specifically targeted our Ansatz in order to reproduce the correlations and the entanglement of the ground state. Moreover I considered the antiferromagnetic S=1/2 J1-J2 spin chain, where the non-trivial sign structure of the coefficients of the quantum state introduces an important challenge for the quantum Monte Carlo approach; and where the magnetic frustration induces a quantum phase transition (from a state with long range correlations to a non-magnetic state in the form of a valence-bond crystal).Finally I focused on the time evolution of a quantum many-body system starting from a non-stationary state. I studied the ability of our approach to reproduce the linear increase of the entanglement during time, which is a fondamental obstacle for other approaches such as the density-matrix renormalization group.

Statistické jazykové modely jsou důležitou součástí mnoha úspěšných aplikací, mezi něž patří například automatické rozpoznávání řeči a strojový překlad (příkladem je známá aplikace Google Translate). Tradiční techniky pro odhad těchto modelů jsou založeny na tzv. N-gramech. Navzdory známým nedostatkům těchto technik a obrovskému úsilí výzkumných skupin napříč mnoha oblastmi (rozpoznávání řeči, automatický překlad, neuroscience, umělá inteligence, zpracování přirozeného jazyka, komprese dat, psychologie atd.), N-gramy v podstatě zůstaly nejúspěšnější technikou. Cílem této práce je prezentace několika architektur jazykových modelůzaložených na neuronových sítích. Ačkoliv jsou tyto modely výpočetně náročnější než N-gramové modely, s technikami vyvinutými v této práci je možné jejich efektivní použití v reálných aplikacích. Dosažené snížení počtu chyb při rozpoznávání řeči oproti nejlepším N-gramovým modelům dosahuje 20%. Model založený na rekurentní neurovové síti dosahuje nejlepších publikovaných výsledků na velmi známé datové sadě (Penn Treebank).

Despite their increasing usefulness in a wide variety of applications, organic electrochemical transistors still lack a comprehensive and unifying physical framework able to describe the current-voltage characteristics and the polymer/electrolyte interactions simultaneously. Building upon thermodynamic axioms, we present a quantitative analysis of the operation of organic electrochemical transistors. We reveal that the entropy of mixing is the main driving force behind the redox mechanism that rules the transfer properties of such devices in electrolytic environments. In the light of these findings, we show that traditional models used for organic electrochemical transistors, based on the theory of field-effect transistors, fall short as they treat the active material as a simple capacitor while ignoring the material properties and energetic interactions. Finally, by analyzing a large spectrum of solvents and device regimes, we quantify the entropic and enthalpic contributions and put forward an approach for targeted material design and device applications.

Thèse défendue en régime co-tutelle entre l'Université Paris 3 Sorbonne-Nouvelle et l'Université de Montréal / Consacrée à la multiplication des spectacles à haute teneur technologique, cette thèse porte sur la question de la disparition du comédien de la scène, selon une approche intermédiale. Le postulat de base est que le théâtre est un média, incorporant divers autres médias, approche actuellement très débattue à l’intérieur du champ théâtral. Ainsi, la recherche est orientée vers les pratiques européennes et nord-américaines d’aujourd’hui, à savoir les spectacles mis en scène depuis l’an 2000 jusqu’à nos jours (Castellucci, Vorn, Goebbels). Pour désigner les spécificités scéniques de cette période, le terme « extrême-contemporain » est mobilisé. Il accrédite les techniques et les technologies les plus récentes dans la fabrique du théâtre dont les artistes conceptualisent des scénarios possibles de l’avenir. Aiguillonné par un tel réflexe techno-scientifique, ce travail de recherche explore également plusieurs concepts déferlant actuellement sur la scène intellectuelle savante, tels que l’excommunication (Galloway), les Nouveaux matérialismes (Barad) et le posthumanisme (Besnier). Afin de mieux rendre compte de la portée scientifique de ces courants de pensée, la thèse s’appuie sur la notion d’entropie, issue de la physique. L’hypothèse qui sous-tend la démarche est que ces théories opèrent une entropie, induisent de cette façon une épistémologie unitaire nouvelle. L’auteur de ce texte explore les liens entre ces théories et le spectacle vivant extrême-contemporain, en défendant la thèse que l’analogie entre eux permet une meilleure compréhension à la fois de ce qui se passe dans le paysage scénique actuel et dans l’horizon intellectuel encore à venir. / Focused on the increase of theatre shows with a high degree of technological involvement, this thesis deals with the question of the disappearance of the living actor on the stage, with an intermedial approach. The basic postulate is that the theatre is a media, incorporating diverse media, an approach currently very much debated inside the theatrical academic community. Thus, this research is oriented towards today’s European and North American practices, namely the performances staged since the year 2000 until today (Castellucci, Vorn, Goebbels). In order to designate the scenic specificities of this period, the term "extreme-contemporary" is introduced. It accredits the most recent techniques and technologies in the theatre productions whose artists conceptualize possible scenarios of the future. Guided by such a techno-scientific reflex, this research work also explores several concepts currently sweeping the scholarly intellectual scene, such as excommunication (Galloway), New-materialisms (Barad) and posthumanism (Besnier). In order to better account for the scientific significance of these currents of thought, the thesis relies on the notion of entropy, derived from physics. The hypothesis underlying the approach is that these theories operate an entropy, thus inducing a new unitary epistemology. The author of this thesis explores the links between these theories and the extreme-contemporary live performance, defending the idea that the analogy between them allows both a better understanding of what is happening on the current scenic landscape and on the intellectual horizon yet to come.

Cette thèse s'inscrit dans le domaine biomédical, à l'interface entre l'instrumentation et le traitement du signal. L'objectif de ce travail est d'obtenir, grâce à une mélange de différentes informations, un monitorage de l'activité du fœtus (rythme cardiaque et mouvements fœtaux) pour apprécier son état de bien-être ou de souffrance, et ceci aux différents stades de la grossesse. Actuellement, les paramètres qui caractérisent la souffrance fœtale, issus du rythme cardiaque et des mouvements fœtaux, sont évalués par le médecin et ils sont réunis dans le score de Manning. Deux inconvénients majeurs existent: a) l'évaluation du score est trop longue puisqu'elle dure 1 heure; b) il existe des variations inter et intra-opérateur conduisant à différentes interprétations du bilan médical de la patiente. Pour s'affranchir de ces désavantages nous évaluons le bien-être fœtal d'une façon objective, à travers le calcul d'un score. Pour atteindre ce but, nous avons développé une technologie ultrasonore multi-capteurs (12 capteurs) permettant de recueillir une soixantaine de (paires de) signaux Doppler en provenance du cœur, des membres inférieurs et supérieurs. Dans cette thèse notre première contribution s'appuie sur la mise en œuvre de nouveaux algorithmes de détection du rythme cardiaque (mono-canal et multi-canaux). Notre deuxième contribution concerne l'implémentation de deux catégories de paramètres basés sur le rythme cardiaque : a) la classes des paramètres "traditionnels" utilisés par les obstétriciens et évalués aussi dans le test de Manning (ligne de base, accélérations, décélérations); b) la classe des paramètres utilisés par les cardiologues et qui caractérisent la complexité d'une série temporelle (entropie approximée, entropie échantillonnée, entropie multi-échelle, graphe de récurrence, etc.). Notre troisième contribution consiste également à apporter des modifications notables aux différents algorithmes du calcul des mouvements fœtaux et des paramètres qui en découlent comme : le nombre de mouvements, le pourcentage du temps passé en mouvement par un fœtus, la durée des mouvements. Notre quatrième contribution concerne l'analyse conjointe du rythme cardiaque et des mouvements fœtaux. Cette analyse nous conduit alors à l'identification de différents états comportementaux. Le développement ou le non-développement de ces états est un indicateur de l'évolution neurologique du fœtus. Nous proposons d'évaluer les paramètres de mouvements pour chaque état comportemental. Enfin, notre dernière contribution concerne la mise en œuvre de différents scores et des classifications qui en découlent. Les perspectives directes à donner à ce travail concernent l'intégration des scores ou paramètres les plus pertinents dans un dispositif de surveillance à domicile ou bien dans un dispositif de monitorage clinique.

Der Effekt der Desorientierung entsteht als Resultat wiederholter Versuche der Ästhetisierung von Phänomenen, die literarästhetisch undarstellbar oder kaum darstellbar sind. Es wird daher behauptet, die Desorientierung sei mit der Entgrenzung des Sprachästhetischen verbunden. Das Ziel dieser Arbeit war die Strategien der Entgrenzung des Ästhetischen in postmodernen Romanen zu lokalisieren und ihre wichtigsten Konsequenzen für die Lektüre zu beschreiben. Im Zentrum meiner Untersuchungen steht die sich allmählich konstituierende und sich zugleich dekonstruierende Sinnhaftigkeit der Erzählung. Literaturgeschichtlich beschränkt sich meine Untersuchung auf die Literatur der Postmoderne, weil sie als Zeitalter der radikalen Pluralisierung und Fragmentierung sowie permanenten Ästhetisierung aller kulturellen Bereiche gekennzeichnet ist. In der Entgrenzung des Ästhetischen sehe ich ein Novum, das paradigmatische Wenden in allen Geisteswissenschaften und Künsten eingeleitet hat. Analysiert wurden drei Romane: Thomas Pynchons The Crying of Lot 49, Elfriede Jelineks Lust und Witold Gombrowicz’ Kosmos. Die Romane Pynchons und Gombrowicz‘ repräsentieren eine sich erst konstituierende literarische Postmoderne. Bei Pynchon und Gombrowicz lässt sich sehr gut die schrittweise verlaufende Entgrenzung des Ästhetischen beobachten, während sie bei Jelinek einen ihrer möglichen Endzustände erreicht zu haben scheint. In den ersten Annäherungen an die von mir ausgewählten Texte konnte ich beobachten, dass sich die Desorientierung als Folge der Verdichtung von Verwirrungen (deren Zahl und/oder Art und Weise die Lektüre in erster Linie punktuell stören) konstituiert. Grob genommen konnte ich zunächst zwischen einer ontologisch und einer epistemologisch fundierten Desorientierung unterscheiden, d.h. es bleibt während der Lektüre unklar, welcher Art Entitäten die Protagonisten begegnen und/oder auf welchen Wegen sie zur Erkenntnis kommen. Die zweite wichtige Beobachtung betraf ein literarästhetisch inszeniertes Insistieren auf das Vorhandensein einer Realität/Dimension, bei gleichzeitiger explizit thematisierter Unmöglichkeit des Ausdrucks dieser Realität. Der Prozess des Desorientiert-Werdens müsste daher etwas mit der Steigerung der Ästhetisierungsintensität gemeinsam haben, d.h. mit dem Multiplizieren der (potentiell bedeutungsvollen) Beziehungen zwischen den Textkonstituenten. Womit der Leser im Endeffekt konfrontiert wird, sind unzählige Inseln inkompatibler Sinnhaftigkeiten, die rhetorischen Eruptionen. Die Perzeption des Lesers wird mit Unmengen von Signifikanten überflutet, zu denen er vergeblich nach passenden Signifikaten sucht. Die Erzählung der Ereignisse und Gestaltung der Figuren werden oft unterbrochen, gehemmt, aufgehoben, nicht zu Ende gebracht, so dass die Konstituierung der Gesamtbedeutung permanent unterlaufen wird. Obwohl alle Geschichten linear erzählt sind, scheint es unmöglich zu sein, irgendetwas in ihnen als sichere Erkenntnis zu gewinnen, da das permanente Stören des Signifikationsprozesses den Leser mit einem Minimum eines Sinns/einer Sinnhaftigkeit zurücklässt. Die Ästhetik der Desorientierung ließe sich somit als eine Ästhetik der Entdifferenzierung der Geschehensmomente, d.h. der Steigerung der Wahrscheinlichkeit ihrer Gleichwertigkeit für die Bedeutungskonstituierung beschreiben. Durch die Entdifferenzierung wird die Bedeutung zerstreut und sie kann sich hinter vielen möglichen Zeichen und Symbolen verstecken.

L'information quantique est un nouveau domaine de la physique, qui consiste à employer les systèmes quantiques dans le calcul et la transmission de l'information. Cette thèse est consacrée à l'étude de certains aspects théoriques de l'information quantique. Les ordinateurs quantiques utilisent les lois de la mécanique quantique pour exécuter des calculs d'une manière bien plus efficace que les ordinateurs existants. Les ordinateurs quantiques envisageables dans la pratique seraient influencés par des perturbations diverses. Parmi ces sources de perturbations, les interactions résiduelles statiques (indépendantes du temps) à l'intérieur de l'ordinateur sont connues pour être les plus dangereuses dans le sens où elles peuvent s'ajouter de façon cohérente, tandis que les autres perturbations ont la forme d'un bruit aléatoire avec une moyenne égale à zéro. Nous étudions, dans les cas de deux calculs quantiques très différents, l'efficacité des ordinateurs quantiques en présence d'imperfections statiques. Nous trouvons le domaine des paramètres dans lequel l'ordinateur quantique est robuste en présence des imperfections. Une des raisons fondamentales de l'efficacité extraordinaire de l'ordinateur quantique et de l'existence d'autres applications de l'information quantique est l'effet de l'intrication quantique. L'intrication consiste dans l'impossibilité de considérer un état pur générique d'un système quantique composé comme le simple produit des états purs de ses sous-systèmes. Dans cette thèse nous étudions certaines propriétés importantes d'une certaine mesure quantitative d'intrication largement utilisée. Nous considérons également l'entropie informationnelle moyenne des états quantiques, puis nous trouvons une expression explicite pour cette quantité et étudions ses propriétés les plus importantes.

The discovery of the entropy production paradox (Hoffmann et al., 1998) raised basic questions about the nature of irreversibility in the regime between diffusion and waves. First studied in the form of spatial movements of moments of H functions, pseudo propagation is the pre-limit propagation-like movements of skewed probability density function (PDFs) in the domain between the wave and diffusion equations that goes over to classical partial differential equation propagation of characteristics in the wave limit. Many of the strange properties that occur in this extraordinary regime were thought to be connected in some manner to this form of proto-movement. This paper eliminates pseudo propagation by employing a similar evolution equation that imposes spatial unimodal symmetry on evolving PDFs. Contrary to initial expectations, familiar peculiarities emerge despite the imposed symmetry, but they have a distinct character.

In this thesis the superconducting and magnetic phases of LiOH(Fe,Co)(Se,S), CuFeAs/CuFeSb, and LaFeP_1-xAs_xO - belonging to the 11, 111 and 1111 structural classes of iron-based arsenides and chalcogenides - are investigated by means of 57Fe Mössbauer spectroscopy and muon spin rotation/relaxation (μSR). Of major importance in this study is the application of high magnetic fields in Mössbauer spectroscopy to distinguish and characterize ferro- (FM) and antiferromagnetic (AFM) order. A user-friendly Mössbauer data analysis program was developed to provide suitable model functions not only for high field spectra, but relaxation spectra or parameter distributions in general. In LaFeP_1-xAs_xO the reconstruction of the Fermi surface is described by the vanishing of the Γ hole pocket with decreasing x. The continuous change of the orbital character and the covalency of the d-electrons is shown by Mössbauer spectroscopy. A novel antiferromagnetic phase with small magnetic moments of ~ 0.1 μ_B state is characterized. The superconducting order parameter is proven to continuously change from a nodal to a fully gapped s-wave like Fermi surface in the superconducting regime as a function of x, partially investigated on (O,F) substituted samples. LiOHFeSe is one of the novel intercalated FeSe compounds, showing strongly increased T_C = 43 K mainly due to increased interlayer spacing and resulting two-dimensionality of the Fermi surface. The primary interest of the samples of this thesis is the simultaneously observed ferromagnetism and superconductivity. The local probe techniques prove that superconducting sample volume gets replaced by ferromagnetic volume. Ferromagnetism arises from magnetic order with T_C = 10 K of secondary iron in the interlayer. The tendency of this system to show (Li,Fe) disorder is preserved upon (Se,S) substitution. However, superconductivity gets suppressed. The results of Mössbauer spectroscopy indicate that the systems tends to a secondary structural phase, where the local iron environment observed in pure FeS is absent. Moreover, two interlayer positions of the iron are identified. The absence of enhanced superconducting T_C in LiOHFeS thus is related to a structural instability. Also, in CuFeAs the role of secondary iron at the Cu position turns out to be decisive for the observed magnetic behaviour. As in LiOHFeSe, it orders ferromagnetically at T_C ~ 11 K and superimposes with the magnetic instability of the main iron site. It is shown that a small charge doping of 0.1e/Fe, which is expected from (Cu,Fe) disorder, is sufficient to switch the system between a paramagnetic and an AFM ground state. Both magnetic orders are indistinguishable, because the magnetic order parameters are strongly coupled. This coupling was observed in the structurally identical CuFeSb, where the magnetic order parameters of both iron sites scale perfectly. The magnetically unstable CuFeAs and the ferromagnetic CuFeSb can be classified according to the theory of As height driven magnetism, predicting a change from paramagnetism to AFM and finally FM with increasing As height.

Pour décrire les vibrations à l'intérieur des molécules diatomiques, le potentiel de Morse est une meilleure approximation que le système de l'oscillateur harmonique. Ainsi, en se basant sur la définition des états cohérents et comprimés donnée dans le cadre du problème de l'oscillateur harmonique, la première partie de ce travail suggère une construction des états cohérents et comprimés pour le potentiel de Morse. Deux types d’états seront construits et leurs différentes propriétés seront étudiées en portant une attention particulière aux trajectoires et aux dispersions afin de confirmer la quasi-classicité de ces états. La deuxième partie de ce travail propose d'insérer ces deux types d’états cohérents et comprimés de Morse dans un miroir semi-transparent afin d'introduire un nouveau moyen de créer de l'intrication. Cette intrication sera mesurée à l’aide de l’entropie linéaire et nous étudierons la dépendance par rapport aux paramètres de cohérence et de compression. / In order to describe the vibrations inside a diatomic molecule, the Morse potential is a better approximation than the harmonic oscillator system. Thus, based on the definition of the coherent states given in the context of the harmonic oscillator, the first part of this work suggests a construction for the squeezed coherent states of the Morse potential. Two types of states will be constructed and their diverse properties will be studied with special attention to the trajectories and dispersions in order to confirm their quasi-classicity. The second part of this work proposes to insert those two types of Morse squeezed coherent states in a beam splitter in order to introduce a new way of creating entanglement. This entanglement will be measured by the linear entropy and we will study the dependence with the coherence and squeezing parameters.