Couplage d'un spin à un qubit supraconducteur

par Jessica fernanda Da Silva Barbosa

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Patrice Bertet.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....) , en partenariat avec Service de Physique de l'Etat Condensé (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-08-2016 .


  • Résumé

    Notre projet vise à détecter un spin unique en utilisant des techniques de résonance magnétique en le couplant à un résonateur supraconducteur à facteur de qualité élevé. Les spins électroniques de choix sont des centres simples à faible azote (NV) implantés peu profonds (~ 15 nm) implantés dans une couche de diamant C12 ultrapure enrichie en isotopes. Après caractérisation à la température ambiante à l'aide d'une microscopie confocale, un résonateur à micro-ondes en aluminium est fabriqué avec une constriction nanométrique (largeur ~ 40 nm) soigneusement alignée sur un centre NV présélectionné. La constriction améliore le champ magnétique généré par le courant hyperfréquence et permet donc d'augmenter l'intensité du couplage spin-résonateur dans une plage allant de 3 à 5 kHz. Les mesures effectuées uniquement

  • Titre traduit

    Coupling of a Single Spin to a Superconducting Qubit


  • Résumé

    Our project aims at detecting a single spin using magnetic resonance techniques by coupling it to a high quality factor superconducting resonator. The electron spins of choice are shallow (~15 nm) implanted single Nitrogen-vacancy (NV) centers in an ultrapure isotopically-enriched C12 diamond layer. After characterization at room temperature using a confocal microscopy, an Aluminium microwave resonator is fabricated on top with a nanometric constriction (width ~40 nm) carefully aligned to a pre-selected NV center. The constriction enhances the magnetic field generated by the microwave frequency current, and therefore allows to increase the spin-resonator coupling strength to a range of 3 – 5 kHz. Microwave-only measurements in a dilution refrigerator at 20mK should then allow to observe a spin-echo signal from a single spin.