Vers une architecture des qubits volants aves des ondes acoustiques de surface

par Wang Junliang

Projet de thèse en Physique appliquee

Sous la direction de Christopher Bauerle.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes (ComUE) , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Institut Néel (laboratoire) et de Matière Condensée, Matériaux et Fonctions (equipe de recherche) depuis le 19-09-2018 .


  • Résumé

    Le contrôle et la manipulation cohérente des électrons uniques sont l'un des ingrédients importants pour les circuits quantiques ainsi que la réalisation d'architectures de qubit volantes. Avec ce projet de thèse, nous aimerions explorer une nouvelle plateforme pour l'optique quantique avec des électrons dans le but de l'amener au niveau de son homologue photonique. L'avantage de réaliser des expériences d'optique quantique avec des électrons volants est le couplage de Coulomb existant entre les électrons. Les photons sont essentiellement des particules quantiques sans interaction et ont donc un temps de cohérence plus long que les électrons. Cependant, en raison de l'absence d'interactions, il est plus difficile de construire une porte logique à deux qubits, qui fonctionne au niveau du photon unique. Avec ce projet, nous tirerons parti des progrès récents dans le transport d'un seul unique en utilisant des ondes acoustiques de surface et nous proposons de développer un contrôle cohérent des électrons volants uniques dans les nanostructures de guides d'ondes. Cela ouvrira d'une part la possibilité d'effectuer des expériences d'optique quantique au niveau d'un seul électron et d'autre part posera les bases de l'exploitation de ce nouveau système dans les technologies quantiques.

  • Titre traduit

    Towards a flying qubit architecture with single electrons using surface acoustic waves


  • Résumé

    Control and coherent manipulation of single electrons is one of the important ingredients towards single electron circuitry as well as the realization of flying qubit architectures using single electrons on the fly. With this PhD project we would like to explore a novel platform for quantum electron optics with the goal of bringing it to the level of its photonic counterpart. The advantage of performing quantum optics experiments with flying electrons is the existing Coulomb coupling between the electrons. Photons are basically non-interacting quantum particles and they therefore have a longer coherence time than electrons. However, due to the absence of interactions it is more difficult to construct a two-qubit gate, which operates at the single photon level. With this project we will leverage on the recent progress on single-electron transport using surface acoustic waves and we propose to develop coherent control of single flying electrons in waveguide nanostructures. This will on the one hand open the possibility to perform quantum optics experiments at the single-electron level and on the other hand lay the grounds to exploit this novel system in quantum technologies.