Couplage fort d'un spin à un qubit supraconducteur

par Jessica fernanda Da Silva Barbosa

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Patrice Bertet et de Reinier Heeres.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Physique en Île-de-France (Paris) , 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

    Dans le cadre d'un projet ERC, nous explorons une idée ambitieuse, qui consiste à coupler chaque spin à un circuit supraconducteur qui serait alors la médiation de l'interaction entre les spins lointains. La première étape consiste à coupler un circuit supraconducteur appelé le "flux-qubit" à un seul spin, mis en œuvre par un centre NV dans le diamant. Pour ce circuit le flux qubits sera fabriqué directement sur le dessus d'un cristal de diamant ultra-pur, constitué d'isotopiquement enrichi en carbone 12 matériau, dans lequel un centre NV a été localisé avec une précision nanométrique

  • Titre traduit

    Strong Coupling of a Single Spin to a Superconducting Qubit


  • Résumé

    Quantum Information aims at realizing a new type of computer, based on registers of two-level systems (the qu-bits) whose quantum state can be manipulated according to precise algorithms in order to solve problems otherwise untractable by classical machines, thanks to the massive parallelism offered by the quantum-mechanical superposition principle. Spins in solids are ideal candidates for implementing such a quantum computer, because they are natural two-level systems with a very long coherence time (that can reach one second, or even one hour in certain cases) when embedded in a very pure crystalline matrix. The biggest challenge, unsolved for now on, is to couple several of these spin qubits in order to realize non-trivial quantum logic operations. In the framework of an ERC project, we are exploring an ambitious idea, which consists in coupling each spin to a superconducting circuit that would then mediate the interaction between distant spins. The first step consists in coupling one superconducting circuit called the “flux-qubit” to a single spin, implemented by a NV center in diamond. For that the flux-qubit circuit will be fabricated directly on top of an ultra-pure diamond crystal, made out of isotopically-enriched Carbon 12 material, in which a NV center has been located with nanometric precision.