Description du sujet de thèse

Le couplage d’un ou plusieurs émetteurs quantiques aux modes optiques d’un réseau photonique ouvre de nouvelles perspectives pour concevoir des sources exotiques de lumière quantique et développer de nouveaux types de simulateurs quantiques avec des interactions à longue portée. Cela permettrait d’étudier des phases fortement corrélées de lumière dans un réseau.
L’objectif principal de ce projet de thèse est de développer l’un des premiers systèmes expérimentaux pour l’électrodynamique quantique en réseau en utilisant des émetteurs quantiques moléculaires. Nous fabriquons actuellement un système de cavité ouverte avec des nanocristaux intégrés, chacun contenant un émetteur quantique unique. La cavité ouverte est constituée de deux miroirs rapprochés (environ 1 micron de distance) à l’aide d’actionneurs piézoélectriques dédiés. L’un des miroirs a été gravé à l’aide de la technologie de faisceau d’ions focalisé afin d’élaborer des réseaux de cavités hémisphériques, définissant ainsi un réseau photonique.
Le réseau permet de dessiner les modes photoniques auxquels les émetteurs se couplent. Ces modes photoniques donnent lieu à des effets d’interférence classiques et quantiques non conventionnels. L’un des premiers objectifs du projet de doctorat est l’observation d’une localisation parfaite de la lumière due à cette interférence, un phénomène connu sous le nom de subradiance de réseau [1]. Un second objectif est la mise en œuvre d’interactions à longue portée entre les émetteurs quantiques, médiées par les modes du réseau. Ce résultat important démontrerait le potentiel de ce système pour simuler des hamiltoniens de spin à l’aide de photons et manipuler des états non classiques de lumière avec une intrication étendue, un aspect que nous aborderons également.
Le projet est principalement expérimental et repose sur des collaborations établies avec des groupes théoriques spécialisés dans le domaine de l’électrodynamique quantique en réseau. La thèse de doctorat s’inscrit dans le cadre du projet européen QuantERA MOLAR et comprendra plusieurs visites chez nos partenaires à Madrid et Florence.
Site web du groupe: https://photonlattices.eu/
[1] A. González-Tudela et J. I. Cirac, Phys. Rev. Lett. 119, 143602 (2017).

Contexte de travail

Le projet de thèse sera réalisé dans une équipe internationale avec trois étudiants et une post-doc. Le laboratoire est parfaitement équipé avec des lasers, cryostat, détecteurs et des systèmes de comptage de photons.

Salaire : 1716 €/mois net (2200€/mois brut) - 6 semaines de vacances, assurance maladie et sécurité sociale en sus du salaire net.
Site web du groupe : https://photonlattices.eu/
Directeur de thèse : Alberto Amo (alberto.amo-garcia@univ-lille.fr)
Lieu : Laboratoire PhLAM, Bâtiment P5, Cité scientifique de Villeneuve-d'Ascq (près de Lille).

Contraintes et risques

Il est demandé:
- Master 2 ou équivalent (5 ans de formation universitaire)
- Connaissances en mécanique quantique et physique de l'état solide
- Expérience dans un laboratoire expérimental