Circuits Josephson forcés pour le traitement de l'information quantique

par Camille Berdou

Projet de thèse en Mathématique et automatique

Sous la direction de Pierre Rouchon et de Zaki Leghtas.

Thèses en préparation à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique , en partenariat avec Mathématiques et Systèmes (laboratoire) , CAS - Centre Automatique et Systèmes (equipe de recherche) et de MINES ParisTech (établissement opérateur d'inscription) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Cette thèse porte sur la construction d'un ordinateur quantique avec des circuits supraconducteurs. Les applications défense sont la cryptographie quantique (communication sécurisée), la simulation quantique (recherche en matériaux), et le calcul quantique (décryptage de code). Le principal obstacle vers l'émergence de ces technologies est la décohérence : l'apparition d'erreurs qui brouillent l'information quantique. Durant cette thèse, nous protégerons activement l'information quantique avec de la dissipation contrôlée, une approche originale dont nous sommes les pionniers.

  • Titre traduit

    Quantum computing with driven-dissipative Josephson circuits


  • Résumé

    Quantum systems can occupy peculiar states, such as superposition or entangled states. These states are intrinsically fragile and eventually get wiped out by inevitable interactions with the environment. Protecting quantum states against decoherence is a formidable and fundamental problem in physics, which is pivotal for the future of quantum computing. The theory of quantum error correction provides a solution, but its current envisioned implementations require daunting resources: a single bit of information is protected by encoding it across tens of thousands of physical qubits. The goal of this experimental PhD project is to protect quantum information in an entirely new type of qubit with two key specificities. First, it will be encoded in a single superconducting circuit resonator whose infinite dimensional Hilbert space can replace large registers of physical qubits. Second, this qubit will be rf-powered, continuously exchanging photons with a reservoir. This approach challenges the intuition that a qubit must be isolated from its environment. Instead, the reservoir acts as a feedback loop which continuously and autonomously corrects against errors. This correction takes place at the level of the quantum hardware, and reduces the need for error syndrome measurements which are resource intensive.