Topic description
Le couplage cohérent et fort entre les photons et les qubits à l'état solide, sous la forme de l'électrodynamique quantique en circuit (cQED), a été exploité pour la réalisation de portes à deux qubits et pour la lecture quantique non destructive (QND) de haute fidélité, composants essentiels des plateformes de qubits supraconducteurs. Ce projet de thèse propose d'étendre le paradigme 'cQED' aux qubits de spin dans des boîtes quantiques semi-conductrices afin de tirer parti du niveau exceptionnel de contrôle et de lecture quantiques offert par les architectures cQED. À cette fin, le projet s'appuiera sur un assemblage à puces retournées nouvellement développé au sein du laboratoire d'accueil. Cet assemblage se fait entre une puce de circuit supraconducteur micro-ondes et une puce de qubit de spin semi-conductrice et garantie de faibles pertes micro-ondes pour ce dispositif de cQED hybride. Le projet se concentrera sur le développement de filtres de Purcell dans un environnement à haute impédance et sur l'intégration d'un amplificateur paramétrique dans un dispositif cryogénique de mesure de qubit de spin. Toutes ces améliorations visent à la réalisation de portes à deux qubits et de lectures QND de haute fidélité pour des qubits de spin. À terme, le projet de thèse devrait permettre de tester les inégalités de Bell à partir de qubit de spin.
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Coherent and strong coupling between photons and solid-state qubits, in the form of circuit quantum electrodynamics (cQED), has been harnessed for two-qubit gates and for high-fidelity quantum non-demolition (QND) readout, which are the building blocks of large-scale superconducting qubit platforms. This thesis project proposes to extend the paradigm of cQED to spin qubits in semiconductor quantum dots in order to profit from the exquisite level of quantum control and readout offered by cQED architectures. To this end, the project will leverage a newly developed flip-chip assembly between a superconducting microwave circuitry chip and a semiconductor spin qubit chip, which guarantees low microwave losses for this hybrid cQED device. The project will then focus on developing Purcell filters in a high impedance environment and the integration of parametric amplifier in a spin qubit cryogenic measurement setup. All these improvements will be key to realize high fidelity two qubit gates and QND readout. As an ultimate goal, this new architecture will allow to test Bell's inequality in condensed matter spin qubits.
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Début de la thèse : 01/10/
Funding category
Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)
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