Fonction
Ingénieur-chercheur en électronique quantique / Physicist in Quantum electronics
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CV / Short bio
Denis Vion est chercheur en électronique quantique dans le groupe Quantronique du Commisariat à l’Energie Atomique, à Saclay.
Il a obtenu son doctorat en 1992 à l’université de Lyon pour son travail au CERN sur la résistivité résiduelle des cavités supraconductrices accélératrices de particules. Il a ensuite été post-doctorant (1993-1996) dans le groupe Quantronique, où il a travaillé sur les boîtes et transistors à 1 paire de Cooper. En 1996-1997, il a été professeur de Physique Chimie dans plusieurs lycées. Il a ensuite dirigé durant deux ans le groupe “fiabilité ” de Pixtech, une société qui développait des écrans plats à émission de champ.
En 2000, il est devenu chercheur permanent dans le groupe d’électronique quantique du CEA (Quantronique) pour développer des bits quantiques supraconducteurs. Avec ses collègues, il a réalisé le premier Qubit Josephson ayant un long temps de cohérence (1µs) et muni d’un dispositif de lecture en un coup : le quantronium. Il a enseigné la physique des bits quantiques électriques dans plusieurs écoles d’été. Il travaille maintenant à la réalisation de processeur quantique élémentaire et d’expérience de physique atomique avec des atomes artificiels Josephson. En 2010, l’équipe a observé la première violation d’une “inégalité de Bell en temps”, et a fait la démonstration en 2012 du “quantum speedup” d’un processeur électrique implémentant l’algorithme de Groverà deux qubits.
Denis Vion is currently senior physicist in the quantum electronics (Quantronics) group of the French atomic energy commission (CEA), in Saclay (France).
He received his PhD in 1992 from Lyon University for his work at CERN on the residual resistivity of niobium-coated superconducting cavities for particle acceleration. Then he was post-doc (1993-1996) in the Quantronics group, where he worked on Single Cooper pair boxes and Single Cooper pair transistors.
In 1996-1997, he was teacher in chemistry and physics in several high schools. Then, he managed during two years the reliability group of Pixtech, a company involved in the development of field effect flat panel displays.
In 2000, he got a permanent position in CEA’s Quantronics group to develop superconducting quantum bits. With his colleagues, he demonstrated the first Josephson qubit with long coherence time (~ 1 µs) and single shot readout: the quantronium. He taught Josephson quantum bit physics at several summer schools on Quantum Information Processing.
He now works on making elementary quantum processors and doing atomic physics with artificial Josephson atoms. In 2010, the team has observed the first violation of a “Bell’s inequality in time”, and has demonstrated in 2012 quantum speedup with an electrical quantum processor running the Grover search algorithm on two qubits.
Publications (jusque / till 2013)
[46] F. R. Ong, M. Boissonneault, F. Mallet, A. C. Doherty, A. Blais, D. Vion, D. Esteve, et P. Bertet , “Quantum Heating of a nonlinear resonator probed by a superconducting qubit”, Phys. Rev. Lett. 110, 047001 (2013). arXiv:1210.3472
[45] Y. Kubo, I. Diniz, C. Grezes, T. Umeda, J. Isoya, H. Sumiya, T. Yamamoto, H. Abe, S. Onoda, T. Ohshima, V. Jacques, A. Dréau, J.-F. Roch, A. Auffeves, D. Vion, D. Esteve, et P. Bertet “Electron spin resonance detected by a superconducting qubit”, Phys. Rev. B 86, 064514 (2012). arXiv:1205.5659
[44] Bertet, F. R. Ong, M. Boissonneault, A. Bolduc, F. Mallet, A. C. Doherty, A. Blais, D. Vion, D. Esteve, : “Circuit quantum electrodynamics with a nonlinear resonator”, to be published as a book chapter in “Fluctuating Nonlinear Oscillators” by Oxford University Press, edited by Mark Dykman. arXiv:1111.0501
[43] M. Boissonneault, A. C. Doherty, F. R. Ong, P. Bertet, D. Vion, D. Esteve, A. Blais, “Backaction of a driven nonlinear resonator on a superconducting qubit”, Phys. Rev. A 85, 022305 (2012). arXiv:1111.0203v1
[42] A. Dewes, R. Lauro, F.R. Ong, V. Schmitt, P. Milman, P. Bertet, D. Vion, and D. Esteve, “Demonstrating quantum speed-up in a superconducting two-qubit processor”, Phys. Rev. B 85, 140503 (2012). arXiv:1110.5170v1.
[41] A. Dewes, F. R. Ong, V. Schmitt, R. Lauro, N. Boulant, P. Bertet, D. Vion, and D. Esteve, “Characterization of a two-transmon processor with individual single-shot qubit readout”, Phys. Rev. Lett 108, 057002 (2012). arXiv:1109.6735v1
[40] Y. Kubo, I. Diniz, A. Dewes, V. Jacques, A. Dréau, J.-F. Roch, A. Auffeves, D. Vion, D. Esteve, and P. Bertet, “Storage and Retrieval of a Microwave Field in a Spin Ensemble”, Phys. Rev. A 85, 012333 (2012). arXiv:1109.3960v1
[39] Y. Kubo, C. Grezes, A. Dewes, T. Umeda, J. Isoya, H. Sumiya, N. Morishita, H. Abe, S. Onoda, T. Ohshima, V. Jacques, A. Dréau, J.-F. Roch, I. Diniz, A. Auffeves, D. Vion, D. Esteve, and P. Bertet, “Hybrid Quantum Circuit with a Superconducting Qubit Coupled to a Spin Ensemble”, Phys. Rev. Lett. 107, 220501 (2011). arXiv:1110.2978v1
[38] F. R. Ong, M. Boissonneault, F. Mallet, A. Palacios-Laloy, A. Dewes, A. C. Doherty, A. Blais, P. Bertet, D. Vion, D. Esteve, “Circuit QED with a Nonlinear Resonator : ac-Stark Shift and Dephasing”, Phys. Rev. Lett. 106, 167002 (2011). arXiv:1010.6248v3
[37] M. Hoffheinz, F. Portier, Q. Beaudoin, P. Joyez, D. Vion, P. Bertet, P. Roche, et D. Esteve, “The Bright Side of Coulomb Blockade”, Phys. Rev. Lett. 106, 217005 (2011). arXiv:1102.0131v1
[36] A. Palacios-Laloy, F. Mallet, F. Nguyen, P. Bertet, D. Vion, D. Esteve, and A. Korotkov, «Experimental violation of a Bell’s inequality in time with weak measurement », Nature Physics 6, 442–447 (2010), arXiv:1005.3435v1
[35] F. Mallet, F. R. Ong, A. Palacios-Laloy, F. Nguyen, P. Bertet, D. Vion & D. Estève, “Single-shot qubit readout in circuit quantum electrodynamics”, Nature Physics 5, 791 – 795 (2009)
[34] A. Palacios-Laloy, F. Nguyen, F. Mallet, P. Bertet, D. Vion, and D. Estève, “Spectral measurement of the thermal excitation of a superconducting qubit”, Phys. Scr. T 137, 014015 (2009).
[33] A. Palacios-Laloy, F. Nguyen, F. Mallet, P. Bertet, D. Vion, and D. Esteve, « Tunable resonators for quantum circuits », J Low Temp. Phys. 151, 1034–1042 (2008).
[32] F. Nguyen, N. Boulant, G. Ithier, P. Bertet, H. Pothier, D. Vion, and D Estève, « Current to frequency conversion in a Josephson circuit », Phys. Rev. Lett. 99, 187005, (2007).
[31] N. Boulant, Ithier, P.J. Meeson, F. Nguyen, D. Vion, E. Collin, D Estève, I. Siddiqi, R. Vijay, C. Rigetti, F. Pierre, and M.H Devoret, « Towards Quantum Non-Demolition Readout of the Quantronium with the Josephson Bifurcation Amplifier » Phys. Rev. B 76, 014525 (2007).
[30] D. Vion., C. Urbina, D. Estève, P. Joyez, H. Pothier, P. Bertet, “ Des chats de Schrödinger électriques”, Le paradoxe du chat de Schrödinger Sciences et Avenir, Hors-Série No 148, p. 65 (octobre-novembre 2006).
[29] Ithier, F. Nguyen, E. Collin, N. Boulant, P.J. Meeson, P. Joyez, D. Vion, and D Estève. “ Decoherence in a quantum bit ”. DUPLANTIER B., RAIMOND J.-M., RIVASSEAU V., eds. in: Lectures of the Poincaré Seminar 2005 on Quantum Decoherence (2005).
[28] G. Ithier, F. Nguyen, E. Collin, N. Boulant, P.J. Meeson, P. Joyez, D. Vion, and D Estève. “ Solid state quantum bit circuit ”, to be edited by G. Benenti in “Proceedings of the International School of Physics Enrico Fermi on Quantum Computers, Algorithms and Chaos”, Varenna, Italy, July 5-15, 2005.
[27] G. Ithier, E. Collin, P. Joyez, P.J. Meeson, D. Vion, D Esteve, F. Chiarello, A. Shnirman, Y. Makhlin, J. Schriefl, and G. Schön. “Decoherence in a superconducting quantum bit circuit”, Phys. Rev. B. 72, 134519 (2005).
[26] I. Siddiqi, R. Vijay, F. Pierre, C.M. Wilson, L. Frunzio, M Metcalfe, C. Rigetti, R.J. Schoelkopf, M.H. Devoret, D. Vion and D. Esteve. “ Direct Observation of Dynamical Switching between Two Driven Oscillation States of a Josephson Junction ”, Phys. Rev. Lett, 94, 027005 (2005).
[25] G. Ithier, E. Collin, P. Joyez, D. Vion, D. Esteve, J. Ankerhold, and H. Grabert. “Zener enhancement of quantum tunneling in a two-level superconducting circuit”, Phys. Rev. Lett., 94, 057004 (2005).
[24] E. Collin, G. Ithier, P. Joyez, D. Vion and D. Estève. “Fighting decoherence in a Josephson qubit circuit”, in “39th Rencontres de Moriond in Mesoscopic Physics Quantum information and Decoherence in Nanosystems”, D.C Glattli, T. Martin, B. Pannetier, M. Sanquer, J. Tran Thanh Van eds, (Thê’ Giöi Publishers, Vietnam, 2005), pp. 125-130.
[23] G. Ithier, E. Collin, P. Joyez, P.J. Meeson, D. Vion et D. Estève, F. Chiarello,A. Shnirman, Y. Makhlin, and G. Schön. “Decoherence of a Josephson quantum bit during its free evolution: the quantronium”, in “IV International Workshop on Macroscopic Quantum Coherence and Computing”. Edited by P. Silvestrini (Kluwer Academic, Plenum Publishers, New York, 2005).
[22] E. Collin, G. Ithier, A. Aassime, P. Joyez, D. Vion et D. Esteve. “NMR-like Control of a Quantum Bit Superconducting Circuit”, Phys. Rev. Lett. 93, 157005 (2004).
[21] D. Vion. “ Réalisation d’un prototype de bit quantique supraconducteur à jonctions Josephson”, Thèse d’habilitation à diriger des recherches, Université Paris VI, (31 mars 2003).
[20] E. Colin, G. Ithier, P. Joyez, D. Vion, and D. Esteve. “ Charge-flux Josephson qubits”, eds. in: Proceedings of The 6th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 2003), Sorrento, Italy, September 14-18, 2003
[19] D. Vion. “ Josephson quantum bits based on a Cooper pair box ” dans Quantum entanglement and information processing, Edité par D. Estève, J.M. Raimond et J. Dalibard, (2004).
[18] D. Vion, A. Aassime, A. Cottet, P. Joyez, H. Pothier, C. Urbina, D. Esteve et M.H. Devoret. “ Superconductiong quantum bit based on the Cooper pair box ”. “in: Proceedings of the International School of Physics Enrico Fermi, Course CXLVIII. Experimental Quantum Computation and Information”, DE MARTINI F., MONROE C., eds., IOS Press, 2002, pp. 475-491.
[17] D. Vion, A. Aassime, A. Cottet, P. Joyez, H. Pothier, C. Urbina, D. Esteve et M.H. Devoret. “ Manipulation and Readout of a Josephson Qubit ”. A paraître dans les comptes rendus du “Workshop on Macroscopic Quantum Coherence and Computing”, Naples, juin 2002.
[16] D. Vion, A. Aassime, A. Cottet, P. Joyez, H. Pothier, C. Urbina, D. Esteve et M.H. Devoret. “ Ramsey fringe measurement of decoherence in a novel superconducting quantum bit based on the Cooper pair box ”. Physica Scripta T102 (2002).
[15] D. Vion, A. Aassime, A. Cottet, P. Joyez, H. Pothier, C. Urbina, M.H. Devoret, et D. Esteve. “ Towards Quantum Electrical Circuits ”. Physica E 18 (2003)
[14] D. Vion, A. Aassime, A. Cottet, P. Joyez, H. Pothier, C. Urbina, M.H. Devoret, et D. Esteve. “ Rabi Oscillations, Ramsey Fringes, and Spin Echos in an Electrical Circuit ”. Fortschrit. der Phys., 51, 462 (2003).
[13] D. Vion, A. Aassime, A. Cottet, P. Joyez, H. Pothier, C. Urbina, D. Esteve et M.H. Devoret. “Manipulating the quantum state of an electrical circuit”. Science 296 (2002).
[12] A. Cottet, D. Vion, A. Aassime, P. Joyez, D. Esteve et M.H. Devoret. “Implementation of a Combined Charge-Phase Quantum Bit in a Superconducting Circuit”. Physica C 367, 197 (2002).
[11] A. Cottet, D. Vion, P. Joyez, D. Esteve et M.H. Devoret. “A Hysteretic Single Cooper Pair Transistor for Single-Shot Reading of a Charge-Qubit”. in “International Workshop on superconducting Nano-electronics Devices “, Edited by J. Pekola, B. Ruggiero, and P. Silvestrini, (Kluwer Academic, Plenum Publishers, New York, 2002) pp. 73-86
[10] A. Cottet, A. Steinbach, P. Joyez, D. Vion, H. Pothier, D.Esteve et M. E. Huber. “Superconducting Electrometer for Measuring the Single Cooper Pair Box”. dans “Macroscopic Quantum Coherence and Quantum Computing”, Edited by D. Averin, B. Ruggiero et P. Silvestrini. New-York: Kluwer Academic (2001)
[9] V. Bouchiat, D. Vion, P. Joyez, D. Esteve et M. Devoret. “Quantum coherence of charge states in the single electron box”. Journal of Superconductivity, 1999, Vol. 12, N° 6 , p. 789.
[8] P. Joyez, D. Vion, M. Götz, M. Devoret et D. Esteve. “The Josephson Effect in Nanoscale Tunnel Junctions”. Journal of Superconductivity, 1999, Vol 12, p. 757.
[7] D. Vion, M. Götz, P. Joyez, D. Esteve et M.H. Devoret. “Thermal Activation above a Dissipation Barrier: Switching of a Small Josephson Junction”. Phys. Rev. Lett. 77, 3435 (1996).
[6] V. Bouchiat, D. Vion, P. Joyez, D. Esteve et M.H. Devoret. “Quantum coherence with a single Cooper pair”. Phys. Scr., 1998, Vol. T76, p. 165.
[5] V. Bouchiat, D. Vion, P. Joyez, D. Esteve et M.H. Devoret. “Single Cooper pairs Electronics”. Appl. Superconductivity, 1998, Vol. 6, N° 10-12, p. 491.
[4] V. Bouchiat, D. Vion, P. Joyez, D. Esteve et M.H. Devoret. “Electronics with a single cooper pair”. Proceedings of the first Symposium of Advanced Physical fields. Tsukuba, Japon. Mars 1996.
[3] M.H. Devoret, D. Vion, M. Götz et D. Esteve. “On the Switching Current of Small Josephson Junctions”. Macroscopic Quantum Phenomena and Coherence in Superconducting Networks. Edité par C. Giovannella and M. Tinkham. London : World Scientific, 1995.
[2] D. Vion, P.F. Orfila, P. Joyez, D. Esteve et M.H. Devoret. “Miniature electrical filters for single electronics”. J. Appl. Phys., 1995, Vol. 77, p. 2519.
[1] D. Vion. “Caractérisation physico-chimique de couches minces de niobium déposées par pulvérisation magnétron sur la surface interne de cavités électromagnétiques accélératrices”. Thèse : INSA-LYON, N° 93 ISAL 0065. 152 p.