Traitement de l’Information Quantique avec des Circuits Supraconducteurs Hybrides – QIPHSC

Les qubits supraconducteurs sont généralement constitués de jonctions tunnel Josephson et reposent sur des degrés de liberté macroscopiques, à savoir la différence de phase supraconductrice et la différence de charge à travers la jonction. Ils sont donc par nature intrinsèquement bosoniques. Les qubits de spin électroniques sont basés sur des électrons confinés dans des points quantiques et reposent sur des degrés de liberté fermioniques microscopiques. Ici, je propose d'élaborer un nouvel objet quantique élémentaire qui partage ces deux caractéristiques. La stratégie consiste à isoler un unique degré de liberté fermionique du condensat supraconducteur afin de former ce que l'on pourrait appeler un "Qubit de Spin supraconducteur". Pour atteindre cet objectif ambitieux, je propose d'effectuer des expériences c-QED en utilisant des jonctions Josephson hybrides à base de conducteurs quantiques de basse dimension tels que des nanotubes de carbone ou des nanofils semi-conducteurs. Ce travail ouvrira la voie à la detection et manipulation des fermions de Majorana, quasiparticules insaisissables qui possèdent une statistique quantique non-abélienne.
Au-delà de la physique d'Andreev et de Majorana sur laquelle ce projet se concentre, ces architectures hybrides, combinant conducteurs quantiques et résonateurs supraconducteur, fournissent des plateformes innovantes pour étudier les propriétés quantiques de la matière condensée et de la lumière micro-onde. Elles ont un énorme potentiel en termes de complexité et de contrôle et sont prometteuses pour le traitement de l'information quantique et la simulation quantique.