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Optique quantique sur la plateforme niobate de lithium en couche mince sur isolant (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : mardi 23 avril 2024

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Optique quantique sur la plateforme niobate de lithium en couche mince sur isolant (H/F)
Référence : UMR9001-KAMBEN-006
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : PALAISEAU
Date de publication : mardi 2 avril 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Physique des atomes, molécules et plasmas. Optique et lasers

Description du sujet de thèse

La génération et la manipulation d’états quantiques de la lumière est un des fondements de l’information quantique. Parmi ces états, les
sources à photons jumeaux, dont les propriétés quantiques d’intrication et de superposition ont permis de nombreuses démonstrations
dans le domaine de l’information quantique. Depuis quelques années, nous assistons à l’émergence d’une nouvelle plateforme pour la
génération de ces états, basé sur le Niobate de Lithium, matériau hautement non linéaire. Sur cette nouvelle plateforme, l’épaisseur du
Niobate de Lithium est inférieure au micromètre, et les avancées de fabrication nanotechnologiques actuelles permettent d’en faire des
guides d’onde très petits dans lesquels se propagent des modes optiques ayant des sections inférieures au micromètre carré. Cette
nouvelle plateforme permet de concevoir des dispositifs intégrés compatible avec les longueurs d’ondes télécom pour la génération et
la manipulation d’états quantiques, tout en ayant des efficacités non linéaires élevés grâce à la forte non-linéarité de Niobate de Lithium
et au fort confinement optique. La fabrication des guides Niobate de Lithium en couche mince est assurée par notre partenaire de la
Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) à Melbourne en Australie.
Le projet doctoral est dédié à la génération et à la manipulation d’états quantiques sur cette nouvelle plateforme à couche mince en
Niobate de Lithium sur du SiO2/Si. Ces états sont générés par un processus non linéaire d’ordre 2, où un photon pompe ayant une
longueur d’onde à 780 nm donne naissance à deux photons jumeaux autour de 1560 nm. Un échantillon de guides Niobate de Lithium
en couche mince fourni par notre collaborateur au RMIT, nous a déjà permis de démontrer la génération de photons jumeaux. Au cours
de la thèse, il sera développé un dispositif expérimental autour de cet échantillon de guides Niobate de Lithium en couche mince afin
d’aller vers des démonstrations quantiques et révéler l’aspect intrications quantiques inhérentes aux photons jumeaux. Il s’agira par la
suite de concevoir avec nos collaborateurs australiens des dispositifs plus complexes afin d’aller vers l’intrication multimode dans des
réseaux de guides de Niobate de Lithium, ressource nécessaire à certains protocoles d’information quantique comme la distribution de
clés secrètes multi-utilisateurs pour la cryptographie quantique. Les états intriqués obtenus dans les réseaux de guides d’ondes ont une
statistique Gaussienne, c’est-à-dire, la distribution des champs mesurés est gaussienne. Il est démontré que des états quantiques avec
une statistique non gaussienne sont indispensables pour l’informatique quantique universelle.
La détection conditionnée permet une projection de ces états quantiques dans des états singuliers et permettant ainsi de modifier la
statistique des modes la rendant non gaussien. Nous aborderons également dans ces systèmes de réseaux de guides l’aspect
détection conditionnée pour modifier la statistique de la lumière. La détection conditionnée peut être faite au niveau des photons unique
ou encore par la mesure d’une valeur donnée de l’observable quadrature à travers des détections homodynes balancées.

Contexte de travail

Le projet de recherche se déroulera au sein du groupe TONIQ (nanophoTOnique Non linéaire et Information Quantique) du Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), Palaiseau sur le campus de Paris-Saclay. Il se fera en étroite collaboration avec nos collaborateurs de la Royal Melbourne Institute of Technology à Melbourne en
Australie.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.