Transport de spin dans des points quantiques et information quantique

par Olivier Sauret

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Denis Feinberg.

Soutenue en 2004

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Cette thèse se situe dans le domaine de la nanoélectronique appliquée à l'information quantique. Le vecteur de l'information est ici le spin de l'électron manipulé et contrôlé dans les circuits comportant un ou plusieurs points quantiques. Grâce au blocage de Coulomb, les points quantiques permettent le passage des électrons, et donc des spins, un par un. La première partie de cette thèse développe les méthodes d'étude théorique de circuits à base de points quantiques. Les équations maîtresses quantiques permettent de déterminer l'évolution d'un système via celle de sa matrice densité. Elles permettent notamment d'obtenir les propriétés de courant moyen et de corrélations de courant entre deux points du circuit. On insiste également sur le bruit de courant résolu en spin, qui permet notamment de distinguer les corrélations coulombiennes introduites par la répulsion entre les électrons dans un point quantique, et les corrélations dues au principe d'exclusion de Pauli. Ces méthodes sont appliquées dans la seconde partie à des dispositifs proposant de réaliser des opérations élémentaires de l'information quantique. Un dispositif formé d'un supraconducteur couplé à deux points quantiques permet de créer une paire d'électrons intriqués par le spin. Les corrélations de courant et de spin s'y avèrent particulièrement instructives et complémentaires. Un protocole de téléportation du spin est ensuite proposé. Le fonctionnement du système en régime de téléportation est en principe autocontrôlé par interaction coulombienne.


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  • Titre traduit

    Spin transport towards quantum dots and quantum information


  • Résumé

    This thesis applies nanoelectronics to quantum information. Electron spin is used to carry information. It is controlled and manipulated in nanocircuits with one more quantum dots. Because of Coulomb blocade quantum dots allow the transport one by one of electrons (or spins). The first part of this thesis develops theoretical methods to study nanocircuits with quantum dots. Quantum master equations describes the evolution of a system by the evolution of its density matrix. From them, one can get average current and current correlation between two points of the circuits. We particularly insist on spin-resolved current noise, which allows to distinguish coulombian correlation introduced by repulsion between electrons and correlations due to pauli principle. These methods are applied in the second part to devices aimed at performing elementary operations for quantum information. A device, composed of one superconductor coupled to two information. A spin-teleportation protocol is then proposed. The correspondong device is in principle autocontrolled by coulombien interaction

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Informations

  • Détails : viii-209 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de parties

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/GRE1/0191
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS04/GRE1/0191/D
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