DESCRIPTION — VERSION FR Ce dépôt présente la Loi Quantique de Structure et de Falsification (LQSF), une loi structurelle imposée à tout système possédant un invariant interne continu I(x) projeté sur une structure discrète C via une surjection q. Cette configuration entraîne deux conséquences nécessaires : (1) le confinement des fermetures dans un sous‑ensemble critique C_crit ; (2) la localité des transitions, imposant ΔJ ∈ {−1, 0, +1} pour la classe structurelle J(x) = q(I(x)). Ces équations ne sont pas des hypothèses mais des contraintes structurelles. Appliquée au cas quantique, la LQSF entre en contradiction directe avec la dynamique continue de la mécanique quantique standard, qui impose ΔJ ≈ 0. La LQSF prédit au contraire des transitions discrètes avec une probabilité λ Δt. Cette divergence fournit une signature expérimentale falsifiable. Trois plateformes expérimentales indépendantes permettent de tester cette signature : qubit supraconducteur (pureté), photons intriqués (concurrence), ion piégé (population). La LQSF fournit ainsi un cadre minimal, général et testable pour l’étude des dynamiques quantiques discrétisées. DESCRIPTION — EN VERSION This deposit presents the Structural Quantum Law of Closure (SQLC), a structural law applying to any system endowed with a continuous internal invariant I(x) projected onto a discrete structure C through a surjection q. This configuration yields two necessary consequences: (1) closure confinement within a critical subset C_crit; (2) transition locality, imposing ΔJ ∈ {−1, 0, +1} for the structural class J(x) = q(I(x)). These equations are not assumptions but structural constraints. Applied to quantum systems, the SQLC directly contradicts the continuous dynamics of standard quantum mechanics, which imposes ΔJ ≈ 0. The SQLC instead predicts discrete transitions with probability λ Δt. This divergence provides a falsifiable experimental signature. Three independent experimental platforms allow testing this signature: superconducting qubit (purity), entangled photons (concurrence), trapped ion (population). The SQLC thus provides a minimal, general, and testable framework for studying discretized quantum dynamics.
DESCRIPTION — VERSION FR Ce dépôt présente la Loi Quantique de Structure et de Falsification (LQSF), une loi structurelle imposée à tout système possédant un invariant interne continu I(x) projeté sur une structure discrète C via une surjection q. Cette configuration entraîne deux conséquences nécessaires : (1) le confinement des fermetures dans un sous‑ensemble critique C_crit ; (2) la localité des transitions, imposant ΔJ ∈ {−1, 0, +1} pour la classe structurelle J(x) = q(I(x)). Ces équations ne sont pas des hypothèses mais des contraintes structurelles. Appliquée au cas quantique, la LQSF entre en contradiction directe avec la dynamique continue de la mécanique quantique standard, qui impose ΔJ ≈ 0. La LQSF prédit au contraire des transitions discrètes avec une probabilité λ Δt. Cette divergence fournit une signature expérimentale falsifiable. Trois plateformes expérimentales indépendantes permettent de tester cette signature : qubit supraconducteur (pureté), photons intriqués (concurrence), ion piégé (population). La LQSF fournit ainsi un cadre minimal, général et testable pour l’étude des dynamiques quantiques discrétisées. DESCRIPTION — EN VERSION This deposit presents the Structural Quantum Law of Closure (SQLC), a structural law applying to any system endowed with a continuous internal invariant I(x) projected onto a discrete structure C through a surjection q. This configuration yields two necessary consequences: (1) closure confinement within a critical subset C_crit; (2) transition locality, imposing ΔJ ∈ {−1, 0, +1} for the structural class J(x) = q(I(x)). These equations are not assumptions but structural constraints. Applied to quantum systems, the SQLC directly contradicts the continuous dynamics of standard quantum mechanics, which imposes ΔJ ≈ 0. The SQLC instead predicts discrete transitions with probability λ Δt. This divergence provides a falsifiable experimental signature. Three independent experimental platforms allow testing this signature: superconducting qubit (purity), entangled photons (concurrence), trapped ion (population). The SQLC thus provides a minimal, general, and testable framework for studying discretized quantum dynamics.
🇫🇷 Description (FR) Cette version étendue de la Loi Quantique de Structure et de Falsification (LQSF / SQLC) généralise l’équation minimale présentée dans le dépôt initial. L’équation d’origine reposait sur un invariant continu I(x) projeté sur une structure discrète C via une surjection q, imposant une dynamique locale sur la classe structurelle J(x)=q(I(x)) et la loi de transition ΔJ∈{−1,0,+1}. Cette structure décrivait le régime discret de la CSU. La présente version montre que cette équation n’était pas fausse mais trop spécifique : la discrétisation de q limitait l’espace d’états. En remplaçant q par une application d’état générale Q:I→X, où X peut être discret, continu ou mixte, on obtient une équation CSU généralisée : DI(t)=F(I(t)) X(t)=Q(I(t)) Cette extension unifie les régimes discrets, continus et mixtes dans un cadre structurel unique, et inclut l’équation initiale comme cas particulier. Le document expose la motivation, la généralisation formelle et la portée conceptuelle de cette nouvelle équation. 🇬🇧 Description (EN) This extended version of the Structural Quantum Law of Closure (SQLC / LQSF) generalizes the minimal equation introduced in the original Zenodo deposit. The original equation relied on a continuous invariant I(x) projected onto a discrete structure C through a surjection q, enforcing a local dynamics on the structural class J(x)=q(I(x)) and the transition law ΔJ∈{−1,0,+1}. This structure described the discrete regime of the CSU. This extended version shows that the original equation was not incorrect but too specific: the discreteness of q restricted the state space. By replacing q with a general state‑mapping Q:I→X, where X may be discrete, continuous, or mixed, we obtain a generalized CSU equation: DI(t)=F(I(t)) X(t)=Q(I(t)) This extension unifies discrete, continuous, and mixed regimes within a single structural framework and includes the original equation as a special case. The document presents the motivation, the formal generalization, and the conceptual scope of this new equation.
🇫🇷 Description Ce dépôt présente l’application de la Loi de Quantification Structurelle des Fermetures (LQSF) à la physique quantique. La LQSF formalise la structure générale des systèmes cohérents munis d’un invariant discret et impose trois contraintes fondamentales : localisation des fermetures dans des classes critiques, transitions locales entre classes adjacentes, et globalité des fermetures. Le document développe le formalisme mathématique complet associé à cette loi, puis montre comment ce cadre structurel permet d’unifier plusieurs phénomènes quantiques : intrication, non‑localité, mesures locales, décohérence et émergence des degrés de liberté. Trois extensions naturelles sont également introduites : QS‑O : quantification structurelle des opérateurs, QS‑D : quantification structurelle des dynamiques, QS‑P : quantification structurelle des partitions. L’ensemble constitue un formalisme structurel général pour la physique quantique, indépendant des interprétations usuelles et fondé exclusivement sur la structure discrète des systèmes cohérents. 🇬🇧 Description This deposit presents the application of the Structural Quantification Law of Closures (SQLC) to quantum physics. The SQLC formalizes the general structure of coherent systems equipped with a discrete invariant and imposes three fundamental constraints: localization of closures in critical classes, local transitions between adjacent classes, and globality of closures. The document develops the full mathematical formalism associated with this law, then shows how this structural framework unifies several quantum phenomena: entanglement, non‑locality, local measurements, decoherence, and the emergence of degrees of freedom. Three natural extensions are also introduced: SQ‑O: structural quantification of operators, SQ‑D: structural quantification of dynamics, SQ‑P: structural quantification of partitions. Together, they form a general structural formalism for quantum physics, independent of standard interpretations and based solely on the discrete organization of coherent systems.
Corrélations quantiques et structures causales Les travaux récents en fondements de la théorie quantique (des champs) et en information quantique relativiste tentent de mieux comprendre les effets des contraintes de causalité imposées aux opérations physiques sur la structure des corrélations quantiques. Le premier chapitre de cette thèse est consacré à l'étude des implications conceptuelles de la non-localité quantique, notion qui englobe celle d'intrication dans un sens précis. Nous détaillons comment les récentes approches informationnelles tentent de saisir la structure des corrélations non-locales, ainsi que les questions que ces dernières soulèvent concernant la capacité d'un observateur localisé à isoler un système de son environnement. Le second chapitre détaille les effets de l'invariance de Poincaré sur la détection et la quantification de l'intrication. Cette invariance impose que tous les systèmes soient modélisés en dernière instance dans le cadre de la théorie des champs, ce qui implique qu'aucun système à énergie finie ne puisse être localisé, ainsi que la divergence de toute mesure d'intrication pour des observateurs localisés. Nous fournissons une solution à ces deux problèmes en démontrant l'équivalence générique qui existe entre une résolution spatiale finie des appareils de mesure et l'exclusion des degrés de liberté de haute énergie de la définition du système observé. Cette équivalence permet une interprétation épistémique du formalisme quantique standard décrivant les systèmes localisés non-relativistes et leurs corrélations, clarifiant ainsi l'origine des mesures finies d'intrication pour de tels systèmes. Le dernier chapitre explore un cadre théorique récemment introduit qui prédit l'existence de corrélations quantiques sans ordre causal défini. Procédant par analogie avec le cas des corrélations non-locales, nous présentons quelques principes informationnels contraignant la structure de ces corrélations dans le but de mieux en comprendre l'origine physique.
Les travaux récents en fondements de la théorie quantique (des champs) et en information quantique relativiste tentent de mieux comprendre les effets des contraintes de causalité imposées aux opérations physiques sur la structure des corrélations quantiques. Le premier chapitre de cette thèse est consacré à l'étude des implications conceptuelles de la non-localité quantique, notion qui englobe celle d'intrication dans un sens précis. Nous détaillons comment les récentes approches informationnelles tentent de saisir la structure des corrélations non-locales, ainsi que les questions que ces dernières soulèvent concernant la capacité d'un observateur localisé à isoler un système de son environnement. Le second chapitre détaille les effets de l'invariance de Poincaré sur la détection et la quantification de l'intrication. Cette invariance impose que tous les systèmes soient modélisés en dernière instance dans le cadre de la théorie des champs, ce qui implique qu'aucun système à énergie finie ne puisse être localisé, ainsi que la divergence de toute mesure d'intrication pour des observateurs localisés. Nous fournissons une solution à ces deux problèmes en démontrant l'équivalence générique qui existe entre une résolution spatiale finie des appareils de mesure et l'exclusion des degrés de liberté de haute énergie de la définition du système observé. Cette équivalence permet une interprétation épistémique du formalisme quantique standard décrivant les systèmes localisés non-relativistes et leurs corrélations, clarifiant ainsi l'origine des mesures finies d'intrication pour de tels systèmes. Le dernier chapitre explore un cadre théorique récemment introduit qui prédit l'existence de corrélations quantiques sans ordre causal défini. Procédant par analogie avec le cas des corrélations non-locales, nous présentons quelques principes informationnels contraignant la structure de ces corrélations dans le but de mieux en comprendre l'origine physique.
Dynamique hors-équilibre des systèmes quantiques ouverts et fermés Cette thèse est consacrée à l'étude de la dynamique de hors-équilibre dans les systèmes quantiques fermés et ouverts. La question de l'obtention d'équations dynamiques numériquement efficaces pour simuler de tels systèmes, qui souffrent d'une malédiction de dimensionnalité lorsqu'ils sont de grande taille est au centre de la thèse, ainsi que les divers nouveaux résultats physiques qui peuvent être obtenus grâce à ces équations efficaces. La question de l'obtention de représentations efficaces des états quantiques est également centrale, à travers la construction d'Ansatz. En particulier, nous présentons la méthode du sous-espace dynamique, une nouvelle méthode numérique pour la simulation de l'évolution temporelle de systèmes quantiques ouverts avec une entropie modérée. En représentant la matrice densité par un sous-espace constitué de M états purs, la complexité de l'intégration de l'équation maîtresse de Lindblad est considérablement réduite, et l'algorithme obtenu est entièrement déterministe. Nous appliquons ensuite cette méthode pour modéliser des algorithmes quantiques bruités, en simulant un algorithme quantique bruité de transformation de Fourier qui est au centre de l'algorithme de Shor pour la factorisation de nombre premiers. Nous trouvons une loi d'échelle pour l'erreur en fonction du taux de dissipation, et le comportement de l'infidélité par rapport au circuit idéal est modélisé en fonction des états initiaux qui sont fournis en entrée à l'algorithme. Ensuite, l'application des méthodes d'apprentissage automatique à la mécanique quantique est présentée, à travers la classe d'Ansatz des états quantiques neuronaux (NQS). La construction générale des NQS est introduite, ainsi que sa relation avec d'autres Ansatz tels que les réseaux tensoriels. Ensuite, le problème de la simulation de la dynamique des systèmes fermés avec NQS est étudié, ainsi que les problèmes courants liés à la géométrie de l'espace des paramètres qui peuvent survenir. Un schéma alternatif est introduit et appliqué aux quenches dépendantes du temps dans les systèmes critiques, où le mécanisme de Kibble-Zurek peut être étudié. Enfin, différentes constructions d'Ansatz pour les systèmes ouverts sont présentées, notamment la combinaison de la méthode du sous-espace dynamique avec un Ansatz neuronal. Enfin, nous étudions théoriquement la propagation de l'intrication dans les systèmes photoniques dissipatifs à forte interaction, motivés par la réalisation expérimentale récente de telles plateformes. Nos résultats montrent qu'en dépit du caractère dissipatif du système étudié, la propagation de l'intrication est ballistique avec une vitesse en accord avec l'image de quasiparticules impliquées dans la dynamique, des doublons et des holons photoniques. Notre analyse révèle que la dissipation est fortement asymétrique dans les deux cas étudiés de l'injection d'un doublon ou de son extraction, avec une influence plus forte dans le cas de l'extraction.
Résumé La stabilité atomique constitue l’un des résultats les plus solidement établis de la mécanique quantique. Le formalisme spectral et variationnel rend rigoureusement compte de l’impossibilité de l’effondrement électronique vers le noyau. Toutefois, cette explication demeure essentiellement structurelle : elle établit une contrainte énergétique sans identifier explicitement la médiation physique susceptible de rendre cette stabilité effective. La présente étude adopte une perspective ontologique explicite selon laquelle toute stabilité physique suppose l’existence d’une médiation réelle. Elle explore l’hypothèse que le vide quantique — compris non comme un simple état fondamental abstrait mais comme un substrat physiquement structurable — pourrait admettre des organisations topologiques locales capables de médiatiser la stabilité atomique. Dans ce cadre, un schème de vortex dynamique du vide est proposé comme hypothèse structurale compatible avec la théorie quantique des champs. Une formalisation variationnelle minimale montre qu’une configuration topologiquement stable peut être introduite sans contredire les contraintes expérimentales actuellement connues. L’objectif de cette contribution n’est pas de modifier les prédictions de la mécanique quantique, mais d’ouvrir un programme de recherche visant à approfondir l’intelligibilité causale des phénomènes quantiques. Cette approche s’inscrit dans une perspective de réalisme scientifique critique et suggère que la mécanique quantique pourrait constituer la description effective d’une dynamique plus profonde du vide. ________________________________________ ABSTRACT Atomic stability is one of the most firmly established results of quantum mechanics. The spectral and variational formalism rigorously accounts for the impossibility of electronic collapse into the nucleus. However, this explanation remains primarily structural: it establishes an energetic constraint without explicitly identifying the physical mediation responsible for making such stability effective. This study adopts an explicit ontological perspective according to which physical stability presupposes the existence of real mediation. It explores the hypothesis that the quantum vacuum — understood not merely as an abstract ground state but as a physically structurable substrate — may admit local topological organizations capable of mediating atomic stability. Within this framework, a dynamic vacuum vortex is proposed as a structural hypothesis compatible with quantum field theory. A minimal variational formalization indicates that a topologically stable configuration can be introduced without contradicting currently known experimental constraints. The aim of this contribution is not to modify the predictive framework of quantum mechanics, but rather to open a research program oriented toward a deeper causal intelligibility of quantum phenomena. This approach aligns with a critical scientific realist perspective and suggests that quantum mechanics may represent an effective description of a deeper dynamical organization of the vacuum.