Thèse en cours

Amplificateur limité quantiquement résistant aux champs magnétiques et hautes températures
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Auteur / Autrice : Nesrine Chaaben
Direction : François Lefloch
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Nanophysique
Date : Inscription en doctorat le 01/11/2022
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PHotonique, ELectronique et Ingéniérie QuantiqueS

Résumé

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Les objectifs du projet sont de démontrer un véritable amplificateur paramétrique à ondes progressives cinétiques (KTWPA) à bruit limité, résistant aux champs magnétiques et aux hautes températures. Parmi les différents outils développés par la communauté supraconductrice quantique, les amplificateurs à limitation quantique (QLA) fonctionnant à quelques GHz sont largement utilisés dans le traitement des signaux quantiques faibles en raison de leur bruit ajouté extrêmement faible, uniquement limité par les règles de la mécanique quantique [1]. Le principe du KTWPA est basé sur la non-linéarité de l'inductance cinétique de films supraconducteurs désordonnés sous une polarisation en courant continu et alternatif [2]. Ces dispositifs comptent parmi les QLA les plus prometteurs car ils offrent une bande passante (BW) extrêmement large, même s'ils n'atteignent pas actuellement les performances de bruit limité quantiquement [2]. De plus, les KTWPA ont jusqu'à présent été limités à un environnement de champ magnétique proche de zéro, ~0 T, et à une température de fonctionnement extrêmement basse, ≤20 mK. Dans ce projet, nous franchirons ces limitations en utilisant nos films minces supraconducteurs NbN hautement désordonnés faits maison et fonctionnant jusqu'à T~5K et H~6 T [3]. [1] C. M. Caves, 'Quantum limits on noise in linear amplifiers,' Phys. Rev. D, vol. 26, pp. 1817--1839, 1982. 10.1103/PhysRevD.26.1817 [2] B. Ho Eom, P. K. Day, H. G. LeDuc and J. Zmuidzinas, 'A wideband, low-noise superconducting amplifier with high dynamic range,' Nat Phys, vol. 8, no. 8, pp. 623--627, 2012. 10.1038/nphys2356 [3] Y. C. Xinqing, Z. Simon, T. F.-B. Gonzalo, T. Jean-Luc, G. Frédéric, D. Étienne and M. Romain, 'Magnetic field resilient high kinetic inductance superconducting niobium nitride coplanar waveguide resonators,' Applied Physics Letters, vol. 118, no. 5, p. 054001, 2021. 10.1063/5.0039945