Quantum physics and nanoelectronics

Détecter un unique photon, porteur d'information quantique

La détection de photons uniques est un élément clé dans le développement des technologies quantiques, où le signal résultant d'un calcul quantique peut se limiter à l'émission d'un seul photon. Mais au sein des circuits quantiques supraconducteurs à très basse température, ce sont des photons micro-onde, d'énergie cent mille fois plus faible, qui interviennent dans les processus. Avec les chercheurs de l'IRAMIS, une collaboration de chercheurs de laboratoires franciliens a développé une nouvelle méthode de mesure qui présente un rapport signal sur bruit inégalé.

Produire des photons dégroupés avec un circuit quantique supraconducteur

La métrologie (spectroscopie, mesures de temps ou de distances) ou encore la réalisation de réseaux optiques quantiques nécessitent des sources de photons uniques efficaces. Une équipe du SPEC à Saclay, en collaboration avec l'IQST d'Ulm en Allemagne, propose une voie originale pour obtenir une source de photons microondes uniques, simple, efficace et brillante. Cette nouvelle voie exploite un régime de fort couplage lumière-matière, rendu accessible grâce aux développements récents des circuits électriques quantiques.

Spectroscopie de résonance magnétique ultra-sensible grâce aux circuits supraconducteurs

La résonance magnétique a un impact important dans nos vies de tous les jours, de l’imagerie médicale au contrôle qualité dans la production de bière. Cette technique utilise de puissants aimants et des impulsions radio-fréquence ou micro-ondes pour révéler de faibles concentrations de molécules dans une substance. Améliorer la sensibilité – ce qui peut être obtenu en augmentant le signal ou en réduisant le bruit – permet à de plus faibles quantités de matériel d’être mesurées et constitue donc une quête incessante de la discipline.