Post-doctorat (H/F) : Etats quantiques du movement de résonateurs optomécaniques

Description du Poste

Les Missions

Le mouvement de résonateurs mécaniques massifs à l'échelle mésoscopique peut présenter un comportement quantique lorsque ceux-ci sont refroidis à des températures extrêmement basses. L'étude de ces systèmes en régime quantique revêt un intérêt à la fois fondamental et pratique : elle permet de tester la mécanique quantique dans des systèmes allant au-delà des ensembles de quelques particules, ainsi que son interaction avec la gravitation ; elle offre également une interface lumière-matière pour le développement de réseaux de communication quantique, ainsi que pour le stockage et la conversion d'informations quantiques.

Un résonateur mécanique, tel que les disques de rayons micrométriques fabriqués par notre équipe, confine également des modes optiques qui interagissent fortement avec le mouvement. Par conséquent, la lumière permet de modeler l'état quantique du mouvement d'un tel objet lorsqu'il est préparé près de son état fondamental (le « vide phononique »), en ajoutant ou en retirant des phonons un par un. Ce projet vise précisément cet objectif et porte sur la génération d'états de Fock et de superposition choisis arbitrairement dans le régime à faible nombre de phonons. Les états obtenus sont ensuite sondés par la lumière, puis caractérisés par reconstruction tomographique optique.

En utilisant la même méthodologie, ce projet a également pour but le contrôle quantique multipartite dans des systèmes composés de plusieurs de ces résonateurs optomécaniques, qu'ils soient couplés par évanescence ou disposés selon une configuration interférométrique. Il portera en particulier sur la génération d'états GHZ maximalement intriqués, d’importance particulière dans les protocoles d'informatique quantique, ou d'états N00N, qui présentent un intérêt pour la détection avec une sensibilité inférieure à la limite quantique standard et offrent la possibilité d'explorer le concept d'influence non locale en physique quantique.

Références:
I. Favero and K. Karrai, Nat. Phot. 3, 201 (2009); M. Aspelmeyer, T. Kippenberg and F. Marquardt, Rev. Mod. Phys. 86, 1391 (2014)
S. Barzanjeh, Nat. Phys. 10, 1038 (2021)
M.R. Vanner, M. Aspelmeyer and M.S. Kim, PRL 110, 010504 (2013); M.R. Vanner, I. Pikovski, and M.S. Kim, Ann. Phys. 527 (2015)
A. Barbero, S. Pautrel, …, A. Borne, I. Favero (2026)

L'Activité

Les travaux porteront sur des études fondamentales en optomécanique quantique, menées sur des nano-résonateurs à disque en semiconducteurs. Ils combineront expériences d’optique, instrumentation, environnement cryogénique, nano-fabrication en salle blanche, modèles théoriques, simulations numériques.

Votre Profil

Compétences

Nous recherchons une personne très motivée, titulaire d’un doctorat en optique quantique /physique quantique avec une solide expérience expérimentale. Un sous-ensemble des compétences suivantes sera apprécié : mise en place d'expériences d’optique, instrumentation, expérience de nanofabrication en salle blanche, maitrise du formalisme théorique, modélisation numérique.
Egalement : maîtrise orale et écrite de l’anglais, autonomie, capacité à travailler en équipe

Votre Environnement de Travail

Le laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (MPQ) est une unité mixte de recherche du CNRS et de l’Université Paris Cité, situé dans le 13è arrondissement de Paris et composée d’environ 120 personnes. Le laboratoire est spécialisé dans l’étude des phénomènes quantiques, des matériaux quantiques, et dans le développement de dispositifs quantiques innovants.

L’équipe LIght and MEchanics (LIME, https://mpq.u-paris.fr/lime/) étudie les interactions entre la lumière et les résonateurs mécaniques de taille miniature (micro ou nanomécaniques). L’équipe aborde à la fois des questions fondamentales (le comportement quantique des systèmes mécaniques, les phénomènes de décohérence à l’échelle mésoscopique), et des applications, notamment dans le domaine des capteurs, optiques comme mécaniques. Grâce à une forte culture en nanotechnologies, LIME s’aventure sur des terrains multidisciplinaires touchant les semiconducteurs, la fluidique, la biophysique, ou encore le développement de nouveaux types de microscopes.

Au sein de cette équipe, le post-doctorant intégrera l’activité d’optomécanique quantique dans les microdisques semi-conducteurs et bénéficiera d'un environnement expérimental complet pour le projet (optique, cryogénie, instrumentation), d'outils informatiques et d'un accès à la salle blanche du laboratoire.

Rémunération et avantages

Rémunération

Salaire brut mensuel à partir de 3131€ selon expérience

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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