Fabrication et mesure d'un qubit fermionique-bosonique

Fabrication and measurement of a fermionic-bosonic qubit

• Auteur / Autrice : Diego Sanz
• Direction : Hugues Pothier, Marcelo Goffman
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : Physique en Ile de France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEA/SPEC - Service de Physique de l'Etat Condensé
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Circuits supraconducteurs

Informatique quantique

Andreev Bound States

Superconducting circuits

Quantum computing

Andreev Bound States

Résumé

L'une des architectures les plus utilisées pour le traitement de l'information quantique repose sur des modes électromagnétiques (donc de nature bosonique) de circuits supraconducteurs. Ces circuits sont basés sur un dispositif élémentaire : la jonction tunnel Josephson, une barrière tunnel entre deux supraconducteurs, qui présente un comportement non linéaire et non dissipatif. Nous avons récemment exploré une autre famille de qubits supraconducteurs, cette fois-ci de nature fermionique, utilisant des états localisés appelés états d'Andreev dans des jonctions Josephson très transparentes. Ces jonctions sont obtenues avec des contacts à un atome ou des nanofils semiconducteurs reliant deux supraconducteurs. Nous proposons ici de concevoir, fabriquer et mesurer de nouveaux qubits hybrides qui combinent des degrés de liberté bosonique et fermionique dans le but de réaliser des états quantiques plus robustes.

One of the most widely used architectures for quantum information processing is based on electromagnetic (i.e. bosonic) modes of superconducting circuits. These circuits are based on an elementary device: the Josephson tunnel junction, a tunnel barrier between two superconductors, which exhibits nonlinear, non-dissipative behavior. We have recently explored another family of superconducting qubits, this time fermionic in nature, using localized states called Andreev states in highly transparent Josephson junctions. These junctions are obtained with single-atom contacts or semiconductor nanowires connecting two superconductors. Here, we propose to design, fabricate and measure new hybrid qubits that combine bosonic and fermionic degrees of freedom, with the aim of realizing more robust quantum states.