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Dynamique quantique des conducteurs balistiques et cohérents : interrupteur quantique et transport photo-assisté
Matthieu Santin
SPEC/GNE
Fri, Jun. 30th 2017, 10:30-14:00
Amphi. Bloch, Bât. 774, Orme des Merisiers, CEA-Saclay

 La compréhension de la dynamique du transport électronique dans des conducteurs balistiques et cohérents est indispensable à la réalisation d’expériences d’optique électronique ou de calcul quantique à partir de « flying qu-bits ». La première étape est de pouvoir injecter en régime d’effet Hall quantique un électron dans la mer de Fermi sans excitation supplémentaire : un léviton, dont les propriétés remarquables ont été expérimentalement démontrées sans champ magnétique [1], ainsi que contrôler sa trajectoire à l’aide d’interrupteurs quantiques. Dans ce travail de thèse, nous avons réalisé l’étape préliminaire qui valide la possibilité de créer des lévitons en régime d’effet Hall Quantique : cela consiste à démontrer la validité de la théorie de bruit photo-assisté dans ce régime, en utilisant une excitation sinusoïdale et monochromatique, plus simple et plus contrôlée, que celle conduisant aux lévitons. En outre, nous avons étudié lors de la thèse le phénomène physiquement relié de l’interrupteur quantique élémentaire, qui est l’ouverture et la fermeture très soudaine d’un canal de conduction élémentaire. Ce phénomène, qui pose la question fondamentale « Que se passe-t-il lorsque que la mer de Fermi est spatialement coupée en deux ? », génère un bruit intrinsèque de charge que nous avons mis en évidence et donne une mesure théorique de l’entropie d’intrication quantique.

[1]  Minimal-excitation states for electron quantum optics using levitons,
J. Dubois, T. Jullien, F. Portier, P. Roche, A. Cavanna, Y. Jin, W. Wegscheider, P. Roulleau, and D. C. Glattli. Nature, 502(7473), October 2013.

[2] Quantum noise as an entanglement meter,
Israel Klich and Leonid Levitov, Phys. Rev. Lett. 102, 100502 (2009).

Contact : Christian GLATTLI

 

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