L'une des architectures les plus prometteuses pour le traitement de l'information quantique à grande échelle est celle qui repose sur des qubits électrodynamiques (bosoniques) supraconducteurs. Ils reposent sur un dispositif élémentaire : la jonction tunnel Josephson, une barrière tunnel entre deux fils supraconducteurs qui présentent un comportement non linéaire et non dissipatif. Les jonctions tunnel Josephson ne sont qu'un exemple de liens faibles supraconducteurs, parmi lesquels on trouve également des contacts atomiques et des liens faibles de nanofils semi-conducteurs. Dans ces autres exemples, des états fermioniques localisés, connus sous le nom de niveaux d'Andreev, peuvent être étudiés. Nous avons récemment réalisé leur spectroscopie [1-4] et leur manipulation quantique [5,6].

Nous proposons ici de concevoir, fabriquer et mesurer de nouveaux qubits hybrides qui combinent les degrés de liberté bosonique et fermionique dans le but de réaliser des états quantiques plus robustes.

Nous recherchons un(e) étudiant(e) fortement motivé(e) ayant une bonne compréhension de la physique quantique. Il/elle sera intégré(e) dans un groupe de recherche actif sur l'électronique quantique et se familiarisera avec les concepts avancés de la mécanique quantique et de la supraconductivité. Il/elle apprendra également plusieurs techniques expérimentales : basses températures, mesures à faible bruit et micro-ondes, et nanofabrication.


[1] L. Bretheau, Ç. Ö. Girit , H. Pothier , D. Esteve , and C. Urbina, “Exciting Andreev pairs in a superconducting atomic contact” Nature 499, 312 (2013). arXiv:1305.4091
[2] L. Tosi, C. Metzger, M. F. Goffman, C. Urbina, H. Pothier, Sunghun Park, A. Levy Yeyati, J. Nygård, P. Krogstrup, “Spin-Orbit Splitting of Andreev States Revealed by Microwave Spectroscopy”, Phys. Rev. X 9, 011010 (2019).
[3] C. Metzger, Sunghun Park, L. Tosi, C. Janvier, A. A. Reynoso, M. F. Goffman, C. Urbina, A. Levy Yeyati, H. Pothier, “Circuit-QED with phase-biased Josephson weak links”, Phys. Rev. Research 3, 013036 (2021).
[4] F. J. Matute Cañadas, C. Metzger, Sunghun Park, L. Tosi, P. Krogstrup, J. Nygård, M. F. Goffman, C. Urbina, H. Pothier, A. Levy Yeyati, “Signatures of interactions in the Andreev spectrum of nanowire Josephson junctions”, arXiv:2112.05625
[5] C. Janvier et al., “Coherent manipulation of Andreev states in superconducting atomic contacts” Science 349, 1199 (2015), arXiv:1509.03961
[6] C. Meztger, “Spin & charge effects in Andreev Bound States”, PhD thesis (2022)

Interfacer des circuits supraconducteurs avec des spins dans l'état solide a le potentiel d'exploiter la flexibilité des circuits supraconducteurs avec les longs temps de cohérence des spins. Ce projet vise à démontrer des portes logiques à deux qubits médiées par le circuit entre les qubits de spin.

La thèse consistera à développer un nouveau type de compteurs de photons micro-ondes, en utilisant un chip supraconducteur contenant plusieurs qubits supraconducteurs. En utilisant des corrélations entre ces qubits, on devrait pouvoir réduire considérablement les comptes d'obscurité, qui sont le bruit dominant dans ces détecteurs. Une fois mis au point, le compteur sera utilisé pour la détection de spins individuels.