Univ. Paris-Saclay

Service de Physique de l'Etat Condensé

3 sujets /SPEC/GQ

Dernière mise à jour : 16-07-2019


 

Circuits quantiques hybrides entre un spin électronique unique et une cavité supraconductrice

SL-DRF-19-0559

Domaine de recherche : Physique mésoscopique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)

Groupe Quantronique (GQ)

Saclay

Contact :

Denis VION

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-05-2019

Contact :

Denis VION

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

2 5529

Directeur de thèse :

Denis VION

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

2 5529

Cette thèse en cotutelle avec l'institut quantique de l'université de Sherbrooke vise à la détection d'un spin unique par un résonateur micro-onde supraconducteur, dans deux systèmes distincts: un qubit basé sur le spin d'un électron unique localisé dans une boîte quantique d'une part, et un centre NV dans le diamant d'autre part.

Dans le premier cas, bien que le qubit de spin soit présentement considéré comme un candidat de choix pour le traitement quantique de l’information, la méthode de lecture actuellement privilégiée est destructive. Le projet proposé à l’Université de Sherbrooke vise à démontrer expérimentalement un nouveau type de mesure non destructive utilisant la modulation paramétrique du couplage longitudinal entre un résonateur supraconducteur et le spin.

Dans le second cas du centre NV unique, sa détection purement inductive par un résonateur de faible impédance caractéristique sera développée au CEA-université Paris-Saclay.

Détecteur de photon pour la détection de spin unique

SL-DRF-19-1030

Domaine de recherche : Physique mésoscopique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)

Groupe Quantronique (GQ)

Saclay

Contact :

Patrice BERTET

Denis VION

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2019

Contact :

Patrice BERTET

CEA - DRF/IRAMIS

0169085529

Directeur de thèse :

Denis VION

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

2 5529

Page perso : http://iramis.cea.fr/spec/Phocea/Pisp/index.php?nom=patrice.bertet

Labo : http://iramis.cea.fr/spec/Pres/Quantro/static/index.html

Intriquer deux systèmes quantiques qui n'interagissent jamais directement est une fonction essentielle en traitement de l'information quantique et constitue la base d'une architecture modulaire pour le calcul quantique. Lorsque le protocole pour générer des paires intriquées repose sur des photons uniques véhiculant l'information quantique le long des canaux d'information, ils peuvent être rendus robustes vis à vis des pertes de photons. Aujourd'hui, ces protocoles basés sur des photons sont couramment implémentés



L'intrication de deux systèmes quantiques distants qui n'interagissent jamais directement est une primitive essentielle en science de l'information quantique et constitue la base de l'architecture modulaire de l'informatique quantique. Lorsque les protocoles permettant de générer ces paires distantes intriquées reposent sur l'utilisation de photons uniques propageant l'information quantique, ils peuvent être rendus robustes vis à vis des pertes de photons. Aujourd'hui, ces protocoles basés sur des photons sont implémentés de manière routinière dans le domaine optique en s'appuyant sur des détecteurs de photons à hautes performances. La transposition de tels protocoles dans le domaine des hyperfréquences permettrait une architecture de traitement de l'information quantique dans laquelle divers modules de calcul quantique à échelle modérée sont reliés par des lignes de transmission avec perte sur lesquelles l'intrication est distribuée. Cette architecture de réseau quantique est l’une des propositions du calcul quantique à grande échelle, même si elle a jusqu’à présent été entravée par l'absence de détecteurs de photons à faible compte d'obscurité dans le domaine micro-onde. En effet, les photons micro-ondes ont des énergies inférieures de 5 ordres de grandeur aux photons optiques et sont donc inefficaces pour déclencher des phénomènes mesurables à des échelles macroscopiques. Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche à long terme du groupe Quantronique visant à combiner dans une architecture modulaire, des oscillateurs électriques supraconducteurs et des défauts ponctuels dans des monocristaux de haute qualité. La thèse de doctorat visera à étudier et développer des détecteurs de photons à hautes performances basés sur des circuits supraconducteurs afin de fournir la première démonstration de l'intrication à distance d'un défaut monocristallin avec un qubit supraconducteur.

Vers le calcul quantique hybride : des circuits supraconducteurs aux spins nucléaires

SL-DRF-19-0529

Domaine de recherche : Physique mésoscopique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)

Groupe Quantronique (GQ)

Saclay

Contact :

Emmanuel FLURIN

Daniel ESTEVE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2019

Contact :

Emmanuel FLURIN

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

0622623862

Directeur de thèse :

Daniel ESTEVE

CEA - DSM/IRAMIS/SPEC/GQ

0169085529

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

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

L'information quantique a émergé au cours des dernières décennies comme un nouveau pilier scientifique à la croisée des chemins entre la physique quantique et le traitement de l'information. En particulier, le calcul quantique est prometteur pour surpasser calcul classique en offrant une accélération considérable à certaines catégories de problèmes difficiles tels que la factorisation de grands entiers, la recherche dans une base de données non structurée, ou à plus court terme en aidant à la résolution des systèmes quantiques à N-corps en chimie, en matière condensée ou en physique nucléaire. Les bits quantiques sont les supports fondamentaux de l'information quantique, de nombreux systèmes de matière condensée possèdent des degrés de liberté capables de retenir fidèlement cette information quantique, en particulier dans les oscillateurs électriques supraconducteurs ou dans les défauts cristallins des matériaux de haute qualité. La thèse s'inscrit dans un projet de recherche à long terme du groupe Quantronique visant justement à combiner ces deux types de systèmes quantiques dans une structure hybride: des impuretés piégées dans des solides formeraient des éléments de mémoire haute- fidélité dans des processeurs quantiques supraconducteurs.

• Physique mésoscopique

 

Retour en haut