Les circuits supraconducteurs à base de jonctions Josephson offrent des possibilités fantastiques : il est en effet possible d’observer la dynamique quantique des variables d’état (charge, flux magnétique) de ces circuits artificiels dont les paramètres peuvent être choisis et modifiés à volonté. Dans notre groupe, nous étudions des boucles en aluminium contenant 3 jonctions Josephson qui se comportent dans certaines conditions comme des atomes à deux niveaux artificiels surnommés qubits de flux , le but à long terme étant de les utiliser comme bits quantiques ou qubits pour un ordinateur quantique. Un des obstacles majeurs vient des nombreux degrés de liberté incontrôlés couplés au qubit (« l’environnement »), qui induisent relaxation et déphasage. Je présenterai divers résultats obtenus lors de mon postdoc :@(par)@ – étude du couplage entre le qubit et un oscillateur harmonique, qui se trouve être le mode plasma de notre détecteur SQUID. Ce couplage donne lieu à l’apparition de bandes latérales dans le spectre d’excitation du système qui correspondent à des transitions où l’état du qubit et celui de l’oscillateur sont modifiés. Nous montrerons qu’il est possible d’utiliser ces bandes latérales pour obtenir des informations sur l’oscillateur (température, facteur de qualité). Inversement, la fréquence propre de l’oscillateur dépend de l’état du qubit. Il est possible d’exploiter cette dépendance pour détecter l’état du qubit. Nous discuterons les conditions d’application et l’intérêt de cette nouvelle méthode.@(par)@ – étude détaillée des temps de relaxation et de déphasage. En particulier nous avons mis en évidence deux stratégies complémentaires pour protéger le qubit contre le bruit extérieur. L’une consiste à polariser le qubit de telle sorte que sa fréquence de résonance soit stationnaire par rapport aux variables de contrôle (stratégie du point optimal, inventée dans le groupe Quantronique). L’autre consiste à exploiter les propriétés de symétrie de notre détecteur à base de SQUID pour découpler le qubit du bruit électrique transmis par le circuit de mesure. Nous présenterons les résultats obtenus en appliquant ces stratégies à deux échantillons différents. Au point optimal découplé, nous avons pu mesurer des temps de cohérence au-dessus de la microseconde en appliquant des séquences d’impulsion micro-ondes de type écho de spin. En outre ces résultats nous permettent d’identifier le bruit de courant comme facteur limitant la cohérence quantique du qubit au point optimal.
Quantum Transport Group, Kavli Institute of Nanoscience Delft University of Technology, The Netherlands