Thèse soutenue

Sources de rayonnement micro-onde quantique par effet tunnel inélastique de paires de Cooper

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Auteur / Autrice : Ambroise Peugeot
Direction : Fabien Portier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 15/06/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Service de physique de l'état condensé (Gif-sur-Yvette, Essonne)
référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)
Jury : Président / Présidente : Jacqueline Bloch
Examinateurs / Examinatrices : Xavier Waintal, Benjamin Huard, Nicolas Treps, Nicolas Roch
Rapporteurs / Rapporteuses : Xavier Waintal, Benjamin Huard

Résumé

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Le passage aléatoire des charges à travers une jonction tunnel génère un bruit en courant, qui peut être capté par l'environnement de la jonction où il crée des excitations électromagnétiques appelés photons. Dans cette thèse, nous démontrons qu'une jonction tunnel supraconductrice couplée à un environnement bien choisi peut implémenter une source brillante de rayonnement micro-onde quantique. L'énergie nécessaire pour créer les photons est fournie par la source de tension continue lors du passage tunnel inélastique d’une paire de Cooper à travers la jonction. Nous détectons cette lumière émise et étudions ses propriétés avec des outils de l’optique quantique adaptés au domaine micro-onde. Nous caractérisons le dégroupement des photons émis dans un seul mode fortement couplée à une jonction, ainsi que l’intrication de paires de photons émis dans deux modes à des fréquences différentes. Outre une meilleure compréhension du couplage charge-lumière dans les conducteurs cohérents, ces travaux pourraient déboucher sur de nouvelles façons de manipuler l'information au niveau quantique.