SIGNALER une erreur

Génération d'intrication orbitale avec des qubits d'électrons volants couplés par interaction coulombienne.

par Matteo Aluffi

Projet de thèse en Physique de la Matière Condensée et du Rayonnement

Sous la direction de Christopher Bäuerle.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Institut Néel (laboratoire) depuis le 01-04-2023 .


  • Résumé

    La manipulation cohérente d'électrons uniques dans des dispositifs à l'état solide est intéressante à des fins d'information quantique car elle présente un fort potentiel d'évolutivité. Selon le système utilisé, la charge ou le spin peuvent coder l'information du qubit binaire. Une idée particulièrement séduisante consiste à utiliser un seul électron volant comme vecteur d'information quantique. De tels qubits électroniques volants permettent d'effectuer des opérations quantiques sur les qubits pendant qu'ils sont transférés de manière cohérente. Le traitement de l'information a généralement lieu dans les nœuds du réseau quantique sur des qubits contrôlés localement, mais la mise en réseau quantique nécessiterait des qubits volants pour échanger des informations d'un endroit à l'autre. Dans le cadre de ce projet de recherche, nous nous appuierons sur les progrès récents de l'interférence quantique avec des paquets d'ondes électroniques très courts pour réaliser de nouvelles architectures de qubits volants utilisant des électrons uniques plutôt que des photons. Pour ce faire, nous injecterons des paquets d'ondes d'électrons uniques ultra-courts dans un interféromètre de type Mach-Zehnder. Au cours de ce projet, nous démontrerons l'anti-bouclage de deux paquets d'ondes électroniques frappant un séparateur de faisceau constitué d'un fil à couplage tunnel. Cette architecture sera ensuite utilisée pour coupler deux interféromètres électroniques à guide d'ondes par interaction coulombienne afin de démontrer une porte à 2 qubits pour les qubits volants électroniques.

  • Titre traduit

    Generation of orbital entanglement with Coulomb coupled flying electron qubits


  • Résumé

    Coherent manipulation of single electrons in solid-state devices is attractive for quantum information purposes because they have a high potential for scalability. Depending on the system used, the charge or the spin may code binary qubit information. A particular appealing idea is to use a single flying electron itself as the conveyor of quantum information. Such electronic flying qubits allow performing quantum operations on qubits while they are being coherently transferred. Information processing typically takes place in the nodes of the quantum network on locally controlled qubits, but quantum networking would require flying qubits to exchange information from one location to another. With this research project we will leverage on the recent progress of quantum interference with very-short electron wave packets and realize novel flying qubit architectures using single-electrons rather than photons. This will be achieved by injecting ultrashort single-electron wave packets into a Mach-Zehnder type interferometer. In the course of this project, we will demonstrate anti-bunching of two electron wave packets impinging on a beam splitter made from a tunnel-coupled wire. This architecture will then be employed to couple two electronic waveguide interferometers by Coulomb interaction in order to demonstrate a 2-qubit gate for electronic flying qubits.