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Le Groupe Quantronique

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#218 - Màj : 21/01/2019
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Faits marquants scientifiques
01 février 2021
It has been theoretically predicted by Schmid in 1983 that any Josephson junction shunted by a large-value resistance R should not be superconducting, but insulating in its ground state. Some experiments initially confirmed this theory.
23 mai 2020
Au sein d'un échantillon solide, réduire la température des spins est une bonne méthode pour améliorer le signal de RMN ou de RPE, puisque cela favorise leur polarisation selon la direction imposée par le champ externe appliqué.
31 janvier 2019
Dans un atome, les niveaux d’énergie électroniques présentent une structure fine : certains niveaux se dédoublent du fait de l’interaction spin-orbite, qui couple le spin de l’électron à son mouvement orbital autour du noyau.
23 janvier 2018
La résonance magnétique a un impact important dans nos vies de tous les jours, de l’imagerie médicale au contrôle qualité dans la production de bière. Cette technique utilise de puissants aimants et des impulsions radio-fréquence ou micro-ondes pour révéler de faibles concentrations de molécules dans une substance.
07 novembre 2017
Les photons intriqués jouent un rôle fondamental pour la compréhension et la vérification expérimentale des aspects les plus spectaculaires de la physique quantique, notamment dans les expériences de violation des inégalités de Bell. En outre, ils constituent des ressources potentielles pour des protocoles de télécommunication et de transmission de l’informatique quantique.
28 juin 2016
Les circuits électroniques exploitant les lois de la mécanique quantique ont émergé, ces dernières années, comme une plate-forme permettant de réaliser des tâches hors de portée des circuits classiques.
15 février 2016
L’émission spontanée de rayonnement est l’un des mécanismes fondamentaux par lesquels un système quantique excité retourne à l’équilibre. Dans l’espace libre, le taux d’émission spontanée, pour le retour de spins excités vers leur état fondamental, est cependant extrêmement faible (un photon émis tous les 30 000 ans !).
14 décembre 2015
La spectroscopie par Résonance de Spin Electronique (ESR) permet de déterminer la concentration et les propriétés des espèces paramagnétiques présentes dans un échantillon, ce qui en fait un outil d’analyse important pour la biologie et la chimie.
20 avril 2015
C. Janvier, L. Tosi, L. Bretheau, P. Senat, P.F. Orfila, Ç. Ö. Girit, M. Stern, P. Bertet, P. Joyez, D. Vion, D. Esteve, M. F. Goffman, H. Pothier, C. Urbina, Groupe Quantronique
Localisés dans tout lien faible entre deux éléments supraconducteurs, des états électroniques bien spécifiques, appelés états d’Andreev, sont présents au sein du gap supraconducteur. Ces états sont observés par exemple dans les expériences réalisées avec des contacts à un seul atome entre deux électrodes supraconductrices.
03 juin 2014
Le futur ordinateur quantique aura besoin d’une mémoire quantique capable de stocker l’état de centaines de bits quantiques, possiblement intriqués, sur des temps très longs.
11 juin 2013
  L’effet Josephson décrit le flot de supercourant à travers un lien faible entre deux supraconducteurs, comme une jonction tunnel, un nanofil ou une molécule.
29 décembre 2011
Une nouvelle voie de recherche est proposée pour réaliser des processeurs d’information quantique. Cette voie dite hybride combine des bits quantiques de type circuit électrique avec des systèmes quantiques microscopiques comme des ensembles de spins, afin de bénéficier des avantages respectifs de chacun.
12 décembre 2011
L'électromagnétisme classique permet de rendre compte de l'ensemble de l’optique usuelle. Mais il existe des phénomènes lumineux qui ne peuvent être compris que dans le cadre de la mécanique quantique, tels que le paquet d’onde à un photon unique, ou encore l'émission de paires de photons intriqués...
20 décembre 2010
Si la théorie quantique de la supraconductivité à basse température est aujourd'hui bien établie, une collaboration entre l'IRAMIS/SPEC, du Laboratoire P.
01 juin 2010
( English version) Les expériences de violation d'une inégalité de Bell avec deux objets séparés dans l'espace sont considérées comme la meilleure preuve de la nature intrinsèquement quantique du monde : les états des deux objets peuvent être si intimement liés (les physiciens disent "intriqués") que parler de l'état de chacun d'eux n'a plus de sens, même lorsqu'ils sont très éloignés l'un de l'autre.
30 septembre 2009
F. Mallet, F. Ong, A. Palacios, F. Nguyen, P. Bertet, Denis Vion and D. Esteve
  Après la réalisation d'un des tous premiers qubits (état quantique qui représente la plus petite unité de stockage d'information quantique) en 2002, les chercheurs du groupe quantronique de l'IRAMIS-SPEC ont franchi un nouveau pas vers  la réalisation d'un processeur quantique simple : la lecture fiable et non destructive d'un qubit.
19 décembre 2008
H. le Sueur, P. Joyez, H. Pothier, C. Urbina, and D. Esteve
Les éditeurs de la revue "Physical Review Letters" ont récemment  attribué le label "Editor's suggestion" à un article du groupe  Quantronique du SPEC (Service de Physique de l'Etat Condensé): Phase Controlled Superconducting Proximity Effect Probed by Tunneling Spectroscopy, Phys. Rev. Lett. 100 (2008) 197002".
03 mai 2002
Nanosciences : les chercheurs du CEA ont réalisé le premier circuit électronique qui pourrait servir de brique de base à un futur processeur quantique Les résultats des chercheurs du Service de physique de l'état condensé (SPEC), parus dans la revue Science le 3 mai 2002, marquent une étape importante vers l'ordinateur quantique, en principe beaucoup plus performant que les ordinateurs d'aujourd'hui.
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Thèses
2 sujets /SPEC/GQ

Dernière mise à jour : 27-02-2021


 

Détection d'un spin électronique individuel pour le calcul quantique supraconducteur hybride

SL-DRF-21-0422

Domaine de recherche : Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l’Etat Condensé (SPEC)

Groupe Quantronique (GQ)

Saclay

Contact :

Emmanuel FLURIN

Denis VION

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2021

Contact :

Emmanuel FLURIN
CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

0622623862

Directeur de thèse :

Denis VION
CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

2 5529

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=eflurin

Labo : http://iramis.cea.fr/spec/gq/

Cette thèse fait partie d'un projet de recherche visant à utiliser les impuretés piégées dans les solides sous forme de bits quantiques intégrés dans des processeurs quantiques supraconducteurs en tant que mémoire de très haute-fidélité.



Les défauts cristallins du silicium et du diamant peuvent être appréhendés comme des ions naturellement piégés dans un environnement cristallin inerte proche du vide. Du fait de leur immobilité et de leur isolement dans le réseau cristallin, les spins électroniques et nucléaires de ces ions présentent d'excellents temps de cohérence, allant de quelques secondes pour les électrons à quelques heures pour les noyaux. Ces systèmes sont donc d'excellents candidats pour le codage d'informations quantiques. D'autre part, les circuits supraconducteurs constituent l'une des plateformes technologiques les plus performantes pour le calcul quantique. Les bits quantiques sont codés dans des oscillateurs électromagnétiques artificiels, ils sont facilement contrôlables et intégrables. Cependant leur temps de cohérence n'excède pas quelques centaines de microsecondes et leur fabrication n'est pas suffisamment reproductible, c'est l'une des principales barrières au développement de processeurs de plus de 100 qubits.



Notre groupe, pionnier des circuits supraconducteurs, est engagé dans un projet de recherche à long terme qui vise à interfacer les circuits avec le spin électronique et nucléaire d'un défaut cristallin unique pour allier la robustesse des éléments naturels à l'intégrabilité des circuits artificiels. Le stage est basé sur les résultats récents de notre équipe. Pour la première fois, nous avons démontré la détection d'un petit ensemble de spin (100-1000 spins) avec un détecteur de photons hyperfréquence basé sur un processeur de qubit supraconducteur. Notre nouveau type de détecteur de micro-ondes nous a permis d'atteindre une sensibilité sans précédent dépassant la limite quantique standard et a ouvert la voie à la détection et au contrôle des spins individuels pour l'intégration de l'informatique quantique.



L'objectif sera dans un premier temps d'optimiser le couplage entre le circuit et un spin unique piégé dans le réseau silicium et dans un second temps de détecter avec succès l'unique photon hyperfréquence généré par la désexcitation du spin électronique. Ce photon unique sera capturé et détecté sur la base d'un qubit supraconducteur de type transmon, élément clé du processeur quantique supraconducteur, jetant ainsi les bases de cette nouvelle architecture.
Electrodynamique des supraconducteurs désordonnés pour le développement de jonctions à sauts de phase quantiques

SL-DRF-21-0426

Domaine de recherche : Physique mésoscopique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l’Etat Condensé (SPEC)

Groupe Quantronique (GQ)

Saclay

Contact :

Hélène Le SUEUR

Daniel ESTEVE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Hélène Le SUEUR
CNRS - SPEC

01 69 08 38 88

Directeur de thèse :

Daniel ESTEVE
CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

0169085529

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=hls

Labo : http://iramis.cea.fr/spec/GQ

Le groupe Quantronique mène des recherches en physique fondamentale des solides à très basse température, et notamment en électronique quantique. L’un des objectifs actuels de notre équipe est d’élucider le dernier ingrédient manquant de la supraconductivité mésoscopique: la jonction à saut de phase quantique.



Une jonction à saut de phase quantique (QPSJ) constituée d’un fil supraconducteur désordonné très mince devrait se comporter comme un condensateur non dissipatif non linéaire et constituer un dual quantique de la jonction Josephson bien connue et largement utilisée. La disponibilité de QPSJ ouvrirait un large éventail de nouvelles possibilités pour l’ingénierie des circuits quantiques.



En fabriquant des résonateurs à nanofils afin de réaliser des QPSJ, nous avons mis en évidence un fort couplage du résonateur aux systèmes à deux niveaux chargés environnants, un ordre de grandeur plus grand que ce qui est attendu d’un couplage dipôle / champ électrique standard. Nous avons montré que ce phénomène est présent dans plusieurs supraconducteurs qui ont en commun leur forte inductance (et un fort désordre). Nous avons récemment proposé [leSueur18] un nouveau mécanisme universel pour expliquer ce couplage fort, à travers les fluctuations mésoscopiques de l’inductance cinétique. L’objectif général de la thèse détaillée ci-dessous est de caractériser complétement ce mécanisme.
Stages
Images
Un pas crucial vers une mémoire quantique
Un pas crucial vers une mémoire quantique
Processeur quantique et quantronium
L\'effet de proximité supraconducteur
L\'effet de proximité supraconducteur
L\'effet de proximité supraconducteur
Quantronique / Quantronics
Un monde véritablement quantique : première violation d\'une inégalité de Bell en temps
Un monde véritablement quantique : première violation d\'une inégalité de Bell en temps
Succès au SPEC : Réalisation d\'un bit quantique exploitable dans un circuit électronique
Succès au SPEC : Réalisation d\'un bit quantique exploitable dans un circuit électronique
Brevet : Dispositif de bit quantique supraconducteur a jonctions Josephson
Un nouveau pas vers l\'ordinateur quantique : la lecture \'haute-fidélité\' d\'un bit quantique supraconducteur
Un nouveau pas vers l\'ordinateur quantique : la lecture \'haute-fidélité\' d\'un bit quantique supraconducteur
Supraconductivité : Première mise en évidence expérimentale des états d\'Andreev
Supraconductivité : Première mise en évidence expérimentale des états d\'Andreev
Supraconductivité : Première mise en évidence expérimentale des états d\'Andreev
Systèmes hybrides quantiques
Systèmes hybrides quantiques
Spectroscopie de paires de Cooper localisées à un contact atomique  entre deux supraconducteurs
Spectroscopie de paires de Cooper localisées à un contact atomique  entre deux supraconducteurs
Spectroscopie de paires de Cooper localisées à un contact atomique  entre deux supraconducteurs
Emission de photons intriqués par effet tunnel inélastique
Emission de photons intriqués par effet tunnel inélastique
Emission de rayonnement non classique par une jonction Josephson
Emission de rayonnement non classique par une jonction Josephson
Manipulation cohérente d’états d’Andreev dans un contact atomique supraconducteur
Manipulation cohérente d’états d’Andreev dans un contact atomique supraconducteur
Manipulation cohérente d’états d’Andreev dans un contact atomique supraconducteur
Sensibilité record pour la détection de spin en Résonance de Spin Electronique (ESR)
Sensibilité record pour la détection de spin en Résonance de Spin Electronique (ESR)
Sensibilité record pour la détection de spin en Résonance de Spin Electronique (ESR)
Contrôler la relaxation de spin avec une cavité
Contrôler la relaxation de spin avec une cavité
Contrôler la relaxation de spin avec une cavité
Un progrès dans la compréhension des circuits quantiques
Un progrès dans la compréhension des circuits quantiques
Brevet : Procédé et dispositif de spectroscopie de résonance de spin électronique de trés haute sensibilité
Mise en évidence de la \
Mise en évidence de la \
Mise en évidence de la \
Brevet : Procédé et appareil d\'hyperpolarisation de spins, notamment electroniques
Hyperpolarisation de spins électroniques par refroidissement radiatif
Super(conducting) Josephson junction defeats Bad Big Resistor

 

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