Esprit des Sciences – 15 février

Circuits Quantiques Hybrides : sonder l’étrange beauté quantique avec des circuits supraconducteurs et des nanomatériaux

Landry Bretheau
Professeur à l’École Polytechnique
Jeudi 15 février à 18h00
Salle Morin – Bâtiment Gallia

La physique quantique décrit le comportement intime de la nature. Elle a été développée au début du 20esiècle et a permis d’élucider la structure des atomes et la nature de la lumière. Pour mettre en évidence les aspects les plus étonnants de la physique quantique, comme la superposition d’états ou l’intrication, les chercheurs effectuent des expériences très sophistiquées en laboratoire dans lesquelles ils isolent des systèmes quantiques individuels, comme des atomes, des photons ou des électrons qui sont des particules élémentaires.

Une plateforme très différente a émergé ces 20 dernières années : les circuits supraconducteurs. Ce sont des systèmes macroscopiques, constitués d’un grand nombre de particules, et qui pourtant se comportent de manière quantique. Ces systèmes, nano-fabriqués en salle blanche et mesurés à des températures cryogéniques (~ 10 mK = – 273.14 °C) à l’aide des techniques de pointe de l’électronique quantique, présentent des propriétés remarquables qui peuvent être choisies lors de la conception.

L’équipe de Landry Bretheau explore cet axe de recherche de manière originale, en couplant ces circuits à des matériaux possédant eux-mêmes des propriétés quantiques associées aux électrons qu’ils hébergent. En pratique, des circuits supraconducteurs sont interfacés à des nanomatériaux, comme des nanotubes de carbone (1nm de diamètre i.e. quasi 1D) ou des feuillets de graphène (2D), formant ainsi des circuits quantiques hybrides. L’objectif est de sonder l’interaction lumière-matière à l’échelle du photon et de l’électron uniques, tout en protégeant au mieux leurs états quantiques de la décohérence.

Venez nombreux !

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