Quantronique / Quantronics
GQ
Le Groupe Quantronique
#218 - Màj : 21/01/2019
Thèmes de recherche
Electronique quantique et technologies quantiques
En microélectronique, si la mécanique quantique permet d’expliquer les propriétés des matériaux (conducteur, isolant...) l’électrodynamique des circuits reste classique.
Voir aussi
Faits marquants scientifiques
03 juin 2022
Des chercheurs du SPEC démontrent un régime de fort couplage électrodynamique entre les photons microondes stockés dans un résonateur micro-fabriqué, et les paires de Cooper traversant une jonction Josephson polarisée en tension.
15 décembre 2021
En 2020, l'équipe de Quantronique du SPEC a montré qu'il était possible de réaliser un capteur de photon unique qui présente un rapport signal sur bruit inégalé [1]. Le dispositif est basé sur une méthode de mesure quantique originale à base d'un qubit couplé à un résonateur micro-ondes.
11 décembre 2021
Un enjeu central des technologies quantiques est de pouvoir transférer de manière cohérente un état quantique entre différents systèmes physiques.
28 juin 2021
La construction d’un ordinateur quantique, capable de résoudre certains problèmes difficiles hors de portée des ordinateurs habituels, est l’un des sujets les plus actifs de la recherche mondiale. Dans les ordinateurs quantiques, l’information est portée par des briques élémentaires, les bits quantiques (ou qubits).
01 février 2021
Une forte résistance ne peut rendre isolante une jonction Josephson superconductrice, heureusement !
En 1983, iI a été prédit théoriquement par A. Schmid que toute jonction Josephson dans son état fondamental, shuntée par une résistance R de forte valeur ne devrait pas être supraconductrice mais isolante.
01 juin 2020
La détection de photons uniques est un élément clé dans le développement des technologies quantiques, où le signal résultant d'un calcul quantique peut se limiter à l'émission d'un seul photon.
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
Contacts : Agustin Palacios-Laloy et Denis Vion
( 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.
Publications HAL
Thèses
| 1 sujet /SPEC/GQ |
Dernière mise à jour :
Detection d'un spin d'ion terre-rare par un qubit supraconducteur comme detecteur de photon micrononde.
SL-DRF-23-0422
|
Contact : |
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2023
| Contact : |
|
| Directeur de thèse : |
|
Page perso : https://iramis.cea.fr/Pisp/emmanuel.flurin/
Labo : https://iramis.cea.fr/spec/GQ/
Voir aussi : https://iramis.cea.fr/spec/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast.php?t=fait_marquant&id_ast=3409
Ce sujet de thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet de recherche en informatique quantique visant à proposer de nouveaux bits quantiques robustes pouvant être interfacés avec les technologies quantiques supraconductrices. Nous explorons les impuretés piégées dans les solides comme des bits quantiques à très longue durée de vie.
Les défauts cristallins des matériaux peuvent être appréhendés comme des ions naturellement piégés dans un environnement cristallin inerte. En raison 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. Les circuits supraconducteurs constituent l'une des plateformes technologiques les plus abouties en matière de calcul quantique. Les bits quantiques sont codés dans des oscillateurs électromagnétiques artificiels, ils sont facilement contrôlables et intégrables. Cependant, leur temps de cohérence ne dépasse pas quelques centaines de microsecondes et leur fabrication manque de reproductibilité, c'est l'un des principaux obstacles au développement de processeurs de plus de 100 qubits.
Le groupe quantronique, 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 et ainsi combiner la robustesse des éléments naturels avec l'intégrabilité des circuits artificiels. Nous avons récemment démontré pour la première fois la détection et la manipulation d'un spin électronique unique en utilisant un qubit supraconducteur transmon comme détecteur de photons micro-ondes uniques [1,2,3]. Dans cette expérience, le spin unique est transporté par un ion erbium dans un cristal de scheelite présentant un temps de cohérence record de trois millisecondes. Afin d'étendre le temps de cohérence du spin à la deuxième échelle de temps, sa pleine mesure naturelle, nous proposons ici de développer un coupleur supraconducteur accordable, qui peut coupler et découpler le détecteur du spin en quelques dizaines de nanosecondes. Sur la base de ce nouveau coupleur, nous proposons de détecter et de manipuler des spins nucléaires uniques au voisinage de l'ion pour lesquels la cohérence pourrait atteindre des heures.
Les défauts cristallins des matériaux peuvent être appréhendés comme des ions naturellement piégés dans un environnement cristallin inerte. En raison 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. Les circuits supraconducteurs constituent l'une des plateformes technologiques les plus abouties en matière de calcul quantique. Les bits quantiques sont codés dans des oscillateurs électromagnétiques artificiels, ils sont facilement contrôlables et intégrables. Cependant, leur temps de cohérence ne dépasse pas quelques centaines de microsecondes et leur fabrication manque de reproductibilité, c'est l'un des principaux obstacles au développement de processeurs de plus de 100 qubits.
Le groupe quantronique, 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 et ainsi combiner la robustesse des éléments naturels avec l'intégrabilité des circuits artificiels. Nous avons récemment démontré pour la première fois la détection et la manipulation d'un spin électronique unique en utilisant un qubit supraconducteur transmon comme détecteur de photons micro-ondes uniques [1,2,3]. Dans cette expérience, le spin unique est transporté par un ion erbium dans un cristal de scheelite présentant un temps de cohérence record de trois millisecondes. Afin d'étendre le temps de cohérence du spin à la deuxième échelle de temps, sa pleine mesure naturelle, nous proposons ici de développer un coupleur supraconducteur accordable, qui peut coupler et découpler le détecteur du spin en quelques dizaines de nanosecondes. Sur la base de ce nouveau coupleur, nous proposons de détecter et de manipuler des spins nucléaires uniques au voisinage de l'ion pour lesquels la cohérence pourrait atteindre des heures.
Stages
Images
