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Expérience de photonique quantique sur puce pour l'information quantique

Défi technologique : Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique (en savoir +)

Département : Département d'Optronique (LETI)

Laboratoire : Laboratoire d'Intégration Photonique sur Silicium

Date de début : 01-09-2022

Localisation : Grenoble

Code CEA : SL-DRT-22-0677

Contact : kevin.roux@cea.fr

Le domaine de l'information quantique s'est très fortement développé durant la dernière décennie, avec l'émergence des technologies quantiques permettant de stocker et manipuler les états quantiques encodant l'information. Parmi les nombreuses stratégies explorées (transmons, ions piégés, atomes neutres, centres NV?) l'utilisation de photon comme support de l'information quantique offre de nombreux avantages dont un temps de cohérence élevé et une possibilité d'intégration des composants manipulant ces photons sur puce silicium, bénéficiant de décennies de recherche en optique intégré. Cette possibilité d'intégration, à l'échelle d'une unique puce photonique, de toutes les fonctionnalités nécessaires à la manipulation et la détection des états quantiques offre de vrais perspectives intéressantes quant au passage à grande échelle de ces systèmes, limités jusqu'ici à un faible nombre de bits d'information quantique. Le projet du/de la candidat/candidate consistera à construire une expérience de mesure d'optique quantique intégré avec pour but de créer le support d'information quantique des systèmes de photoniques quantiques, des états intriqués, et de les détecteurs, en utilisant des compteurs de photons supraconducteur. Cette nouvelle expérience bénéficiera de la grande expérience du CEA Leti en fabrication de composant pour l'optique intégré, qui seront adaptés aux spécifications des communications ou du calcul quantique photonique. Cette partie du projet représente un vrai défi technique ou le/la candidat/candidate aura l'occasion de travailler aussi bien sur les aspects optique et laser, sur l'interfaçage de l'expérience avec un contrôle sur ordinateur ainsi que des aspects électroniques rapide (RF e FPGA) et analogique bas bruit. Une fois l'expérience construite le/la candidat/candidate fera les premières expériences d'informations quantiques sur puce consistant en la caractérisation des sources de photon unique et des états intriqués produit par le circuit de manipulation sur la puce. Une fois ces briques élémentaires développées et caractérisées le projet pourra prendre différentes orientations dépendamment du profil retenu et des résultats intermédiaires : design de la prochaine génération de circuit, simulation d'algorithme quantique (Quiskit, Qutip, Julia)

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