Physique statistique - Bernard Derrida

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Séminaire - Guy Bunin : Many-Species Dynamics in Ecosystems

Monday, February 13, 2023 • Duration 52:25

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2022-2023

Théorie des systèmes complexes : des verres de spin aux réseaux de neurones

Séminaire - Guy Bunin : Many-Species Dynamics in Ecosystems

Intervenant(s)

Guy Bunin, Technion, Haifa

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05 - Théorie des systèmes complexes : des verres de spin aux réseaux de neurones : Réseaux de neurones asymétriques et automates aléatoires

Monday, February 13, 2023 • Duration 01:29:46

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2022-2023

Théorie des systèmes complexes : des verres de spin aux réseaux de neurones

Réseaux de neurones asymétriques et automates aléatoires

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Séminaire - Henri Orland : Application de la théorie des verres de spin à quelques systèmes complexes

Tuesday, January 10, 2023 • Duration 01:07:38

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2022-2023

Théorie des systèmes complexes : des verres de spin aux réseaux de neurones

Séminaire - Henri Orland : Application de la théorie des verres de spin à quelques systèmes complexes

Après avoir exposé les résultats essentiels de la théorie des verres de spin, archétype des systèmes désordonnés en physique statistique, je montrerai comment ces concepts généraux s'appliquent à des systèmes aussi divers que les protéines et hétéropolymères aléatoires, les réseaux de neurones et l'apprentissage, et certains problèmes d'optimisation combinatoire (problème du voyageur de commerce, problèmes du mariage, transport optimal, etc.). Ces systèmes peuvent être représentés comme des systèmes désordonnés, et peuvent alors être étudiés en utilisant la méthode des répliques et le champ moyen.

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01 - Théorie des systèmes complexes : des verres de spin aux réseaux de neurones : Les verres de spin, un problème central de la théorie des systèmes complexes

Monday, January 9, 2023 • Duration 01:32:28

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2022-2023

Théorie des systèmes complexes : des verres de spin aux réseaux de neurones

Depuis les années 1970, l'étude des verres de spin est au cœur de la théorie des systèmes désordonnés. Initiée par des observations expérimentales, comme des anomalies de susceptibilité magnétique ou des phénomènes de vieillissement, elle a donné lieu, jusqu'à aujourd'hui, à un nombre considérable de travaux chez les physiciens et les mathématiciens. De nombreux concepts, comme la méthode des répliques et son interprétation, ont été développés pour essayer de résoudre des modèles de verres de spin parfois très simples à formuler. Ces idées ont permis d'aborder d'autres questions dans des domaines a priori éloignés (réseaux de neurones, repliement des protéines, codes correcteurs d'erreur, généalogies, optimisation...). Le but de ce cours est d'exposer les principaux progrès réalisés pour comprendre le problème des verres de spin qui, à bien des égards, est et restera l'archétype d'un système complexe.

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Leonid Pastur – Entanglement Entropy of Disordered Fermions

Tuesday, October 25, 2022 • Duration 01:37:59

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2022-2023

Conférencier invité

Leonid Pastur – Entanglement Entropy of Disordered Fermions

Série de quatre conférences en anglais.

Entanglement is a fundamental intrinsic property of quantum systems manifesting strong non-local and non-classical correlations in them. In its simplest form entanglement causes two quantum particles to share a common pure state in which the particle do not have pure states of their own.

Various aspects of entanglement proved to be of great interest and importance for a number of branches of modern physics and adjacent sciences both fundamental and applied, cosmology and quantum information science between them. Being a quite multifaceted phenomenon, entanglement requires a variety of numerical characteristics (quantifiers, entanglement measures, entanglement witnesses) to be analyzed and measured. The problem is quite non-trivial already in the simplest case of bipartite systems, where one party (central) is that we are interested in and the second ("environment") is connected with the central party in a certain way and affects its properties, destroying, quite often, quantum correlations in it.

Most of obtained results of the field concern deterministic (ideal) systems where no imperfections (impurities) are present either in the central system nor it the environment. On the other hand, modern physics deals with a wide variety of problems where the randomness ("nonideality") of the quantum system under consideration is indispensable. It suffices to recall the transport properties of quantum condensed systems, e.g. their electrical and thermal conductivity, where physically consistent properties arise only when scattering by impurities is taken into account, manifesting a rather subtle interplay between quantum coherence and disorder. One more situation where randomness is widely used is that with the lack of knowledge on the systems, which makes it worthwhile to consider their typical and/or generic properties.

Leonid Pastur – Entanglement Entropy in Extended Systems

Tuesday, October 18, 2022 • Duration 01:36:43

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2022-2023

Conférencier invité

Leonid Pastur – Entanglement in Disordered Systems

Série de quatre conférences en anglais.

Entanglement is a fundamental intrinsic property of quantum systems manifesting strong non-local and non-classical correlations in them. In its simplest form entanglement causes two quantum particles to share a common pure state in which the particle do not have pure states of their own.

Various aspects of entanglement proved to be of great interest and importance for a number of branches of modern physics and adjacent sciences both fundamental and applied, cosmology and quantum information science between them. Being a quite multifaceted phenomenon, entanglement requires a variety of numerical characteristics (quantifiers, entanglement measures, entanglement witnesses) to be analyzed and measured. The problem is quite non-trivial already in the simplest case of bipartite systems, where one party (central) is that we are interested in and the second ("environment") is connected with the central party in a certain way and affects its properties, destroying, quite often, quantum correlations in it.

Most of obtained results of the field concern deterministic (ideal) systems where no imperfections (impurities) are present either in the central system nor it the environment. On the other hand, modern physics deals with a wide variety of problems where the randomness ("nonideality") of the quantum system under consideration is indispensable. It suffices to recall the transport properties of quantum condensed systems, e.g. their electrical and thermal conductivity, where physically consistent properties arise only when scattering by impurities is taken into account, manifesting a rather subtle interplay between quantum coherence and disorder. One more situation where randomness is widely used is that with the lack of knowledge on the systems, which makes it worthwhile to consider their typical and/or generic properties.

Leonid Pastur – Dynamics of Qubits in Random Environment

Tuesday, October 11, 2022 • Duration 01:26:19

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2022-2023

Conférencier invité

Leonid Pastur – Entanglement in Disordered Systems

Série de quatre conférences en anglais.

Entanglement is a fundamental intrinsic property of quantum systems manifesting strong non-local and non-classical correlations in them. In its simplest form entanglement causes two quantum particles to share a common pure state in which the particle do not have pure states of their own.

Various aspects of entanglement proved to be of great interest and importance for a number of branches of modern physics and adjacent sciences both fundamental and applied, cosmology and quantum information science between them. Being a quite multifaceted phenomenon, entanglement requires a variety of numerical characteristics (quantifiers, entanglement measures, entanglement witnesses) to be analyzed and measured. The problem is quite non-trivial already in the simplest case of bipartite systems, where one party (central) is that we are interested in and the second ("environment") is connected with the central party in a certain way and affects its properties, destroying, quite often, quantum correlations in it.

Most of obtained results of the field concern deterministic (ideal) systems where no imperfections (impurities) are present either in the central system nor it the environment. On the other hand, modern physics deals with a wide variety of problems where the randomness ("nonideality") of the quantum system under consideration is indispensable. It suffices to recall the transport properties of quantum condensed systems, e.g. their electrical and thermal conductivity, where physically consistent properties arise only when scattering by impurities is taken into account, manifesting a rather subtle interplay between quantum coherence and disorder. One more situation where randomness is widely used is that with the lack of knowledge on the systems, which makes it worthwhile to consider their typical and/or generic properties.

Leonid Pastur – Entanglement: Definition, Properties and Simple Models

Tuesday, October 4, 2022 • Duration 26:01

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2022-2023

Leonid Pastur – Entanglement in Disordered Systems

Série de quatre conférences en anglais.

Entanglement is a fundamental intrinsic property of quantum systems manifesting strong non-local and non-classical correlations in them. In its simplest form entanglement causes two quantum particles to share a common pure state in which the particle do not have pure states of their own.

Various aspects of entanglement proved to be of great interest and importance for a number of branches of modern physics and adjacent sciences both fundamental and applied, cosmology and quantum information science between them. Being a quite multifaceted phenomenon, entanglement requires a variety of numerical characteristics (quantifiers, entanglement measures, entanglement witnesses) to be analyzed and measured. The problem is quite non-trivial already in the simplest case of bipartite systems, where one party (central) is that we are interested in and the second ("environment") is connected with the central party in a certain way and affects its properties, destroying, quite often, quantum correlations in it.

Most of obtained results of the field concern deterministic (ideal) systems where no imperfections (impurities) are present either in the central system nor it the environment. On the other hand, modern physics deals with a wide variety of problems where the randomness ("nonideality") of the quantum system under consideration is indispensable. It suffices to recall the transport properties of quantum condensed systems, e.g. their electrical and thermal conductivity, where physically consistent properties arise only when scattering by impurities is taken into account, manifesting a rather subtle interplay between quantum coherence and disorder. One more situation where randomness is widely used is that with the lack of knowledge on the systems, which makes it worthwhile to consider their typical and/or generic properties.

06 - La physique des systèmes désordonnés et ses applications

Monday, February 15, 2021 • Duration 01:22:28

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2020-2021

La physique des systèmes désordonnés et ses applications

La théorie des systèmes désordonnés est sans doute la branche de la physique statistique qui s'est le plus développée ces dernières années avec des retombées dans des domaines comme les mathématiques, la biologie ou l'optimisation. En s'appuyant sur des exemples simples, le cours de cette année 2020-2021 essaiera d'en exposer les principales idées et applications.

Ce cours, qui se déroulera sur deux ans, a pour but de décrire à la fois la grande variété de problèmes qui relèvent de la physique des systèmes désordonnés (localisation, transport en présence d'impuretés, champs aléatoires, verres de spin, piégeage d'interfaces) et les principales approches théoriques développées au cours des dernières décennies (produits de matrices aléatoires, méthode des répliques, renormalisation, méthodes probabilistes ..) pour les étudier. Ces méthodes ont permis depuis plus d'une trentaine d'années d'aborder bien d'autres questions en dehors de la physique comme des problèmes d'optimisation, de réseaux de neurones ou d'évolution des espèces.

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05 - La physique des systèmes désordonnés et ses applications

Monday, February 8, 2021 • Duration 01:30:03

Bernard Derrida

Physique statistique

Collège de France

Année 2020-2021

La physique des systèmes désordonnés et ses applications

La théorie des systèmes désordonnés est sans doute la branche de la physique statistique qui s'est le plus développée ces dernières années avec des retombées dans des domaines comme les mathématiques, la biologie ou l'optimisation. En s'appuyant sur des exemples simples, le cours de cette année 2020-2021 essaiera d'en exposer les principales idées et applications.

Ce cours, qui se déroulera sur deux ans, a pour but de décrire à la fois la grande variété de problèmes qui relèvent de la physique des systèmes désordonnés (localisation, transport en présence d'impuretés, champs aléatoires, verres de spin, piégeage d'interfaces) et les principales approches théoriques développées au cours des dernières décennies (produits de matrices aléatoires, méthode des répliques, renormalisation, méthodes probabilistes ..) pour les étudier. Ces méthodes ont permis depuis plus d'une trentaine d'années d'aborder bien d'autres questions en dehors de la physique comme des problèmes d'optimisation, de réseaux de neurones ou d'évolution des espèces.

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