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Doctorat: vers un détecteur de photon unique Josephson à onde progressive (H/F)

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

Date Limite Candidature : mercredi 11 août 2021

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Informations générales

Référence : UPR2940-ELOBER-049
Lieu de travail : GRENOBLE
Date de publication : mercredi 21 juillet 2021
Nom du responsable scientifique : Nicolas Roch
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Au cours de la dernière décennie, il a été démontré que les circuits Josephson supraconducteurs se comportent comme des bits quantiques et sont très bien adaptés pour effectuer des expériences avancées de mécanique quantique. Ces circuits se présentent comme des atomes artificiels dont les propriétés sont définies par leurs caractéristiques électroniques (capacité, inductance et barrière tunnel).

De plus, compte tenu de leur taille mésoscopique, ces bits quantiques se couplent très fortement aux rayonnements électromagnétiques dans le domaine des micro-ondes. Ainsi, il est désormais possible de réaliser des expériences d'optique quantique à l'aide de photons micro-ondes et de sonder les interactions lumière-matière à l'aide de circuits. Ce champ est appelé circuit-QED ((Quantum Electro-Dynamics).
La mesure de ces photons micro-ondes avec une efficacité quantique très élevée reste un défi de taille, car l'énergie véhiculée par un seul photon micro-ondes est des centaines de milliers de fois plus petite que celle des photons optiques habituels. Pourtant, des signaux dont l'énergie est équivalente à celle d'un photon unique peuvent être mesurés à l'aide d'amplificateurs paramétriques Josephson.

Dans notre équipe nous utilisons maintenant des métamatériaux supraconducteurs pour concevoir la prochaine génération d'amplificateurs paramétriques. En nous appuyant sur cette expertise unique, nous voulons maintenant construire un dispositif capable de détecter un photon micro-onde unique sur une bande passante ultra large. Les applications comprennent, sans s'y limiter, la détection de spin unique ou l'optique quantique micro-ondes.

Contexte de travail

L'équipe Quanteca est spécialisée dans le contrôle coherent et la manipulation de circuits quantiques supraconducteurs. L'étudiant utilisera des installations de pointe combinant des températures très basses (environ 10 mK), une électronique rapide et des chaînes de détection de micro-ondes à limitation quantique. Les appareils sont fabriqués dans la salle blanche de l'Institut Neel (Nanofab). Ce projet est financé par l'Union européenne via le projet AVAQUS.
Nous recherchons des étudiants motivés qui souhaitent prendre part à une expérience de pointe.
L'Institut NEEL est l'un des plus grands instituts de recherche nationaux français pour la recherche fondamentale en physique de la matière condensée enrichi d'activités interdisciplinaires aux interfaces avec la chimie, l'ingénierie et la biologie. Il est situé au cœur d'un environnement scientifique, industriel et culturel unique. Il fait partie de l'un des plus grands environnements de haute technologie d'Europe en micro et nanoélectronique, juste à côté des Alpes françaises.

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