Composants micro-ondes résilients et sans perte basés sur les supraconducteurs désordonnés – HARDWAVE

Outre les processeurs quantiques, les circuits quantiques supraconducteurs ont permis de nombreux développements dans le domaine des composants micro-ondea sans perte. Un exemple notoire est la démonstration d'amplificateurs limités quantiquememt (QLA) supraconducteurs, résonants ou à ondes progressives, qui sont devenus un composant micro-ondes essentiel des chaînes d'amplification de pointe. D'autres composants micro-ondes sur puce tels que le coupleur accordable, le résonateur accordable et le circulateur à haute fréquence ont permis un traitement crucial sans perte des signaux quantiques.
Cependant, la plupart de ces composants micro-ondes sont basés sur la non-linéarité de phase supraconductrice fournie par les jonctions Josephson (JJ). Or, du fait qu'ils sont construits sur des JJ en aluminium, tous ces composants sont limités à un champ magnétique faible ?250mT, à une température ?250mK et à une fréquence ?10GHz pour fonctionner correctement. Ces contraintes empêchent la diffusion des composants micro-ondes sans perte dans d'autres domaines de recherche tels que les spin-qubits semi-conducteurs (champ magnétique ~1T) et les détecteurs de photons spatiaux (température ~1K et fréquence ~100GHz).
L'objectif ambitieux de ce projet est de démontrer que la non-linéarité des supraconducteurs désordonnés à grand gap, ici le NbN, peut avantageusement remplacer les Al JJ et offrir des composants micro-ondes sans perte à la communauté des chercheurs travaillant à un champ magnétique important ~6T, une température ~4K et une fréquence ~100GHz.
Compte tenu du calendrier serré du projet, nous nous concentrerons ici sur la construction d'un composant micro-ondes non linéaire spécifique sans perte, un amplificateur paramétrique à ondes cinétiques itinérantes (KTWPA), et nous démontrerons sa résistance au champ magnétique.
Une fois que notre KTWPA sera entièrement caractérisé et qu'il répondra à nos contraintes de résistance aux grands champs magnétiques, nous l'utiliserons pour démontrer, en collaboration avec R. MAURAND, la lecture rapide et sans démolition quantique (QND) d'un seul spin de trou.