Etude d`un circuit quantique supraconducteur à plusieurs niveaux d

Etude d’un circuit quantique supraconducteur à plusieurs niveaux d’énergie
Les circuits supraconducteurs à base de jonctions Josephson sont macroscopiques mais obéissent aux
lois de la mécanique quantique. Ils constituent des systèmes modèles pour tester des nouvelles propriétés dans le
domaine de la nanoélectronique quantique ou analyser des effets quantiques macroscopiques.
A Grenoble, nous avons étudié la dynamique quantique d’un SQUID polarisé en courant. Le SQUID est
habituellement utilisé comme détecteur de flux magnétique très sensible. Dans notre expérience, le SQUID a été
très fortement découplé de son environnement afin d’étudier les propriétés quantiques du circuit. Sa dynamique
est alors décrite comme un oscillateur anharmonique quantique forcé. Je présenterai au cours de mon exposé
quelques propriétés quantiques de ce circuit telles que l’effet tunnel macroscopique, les oscillations cohérentes
dans un système à plusieurs niveaux d’énergie, la mesure quantique en un coup. Les différents processus de
décohérence qui affectent la dynamique quantique de notre circuit seront discutés. Je présenterai à la fin de mon
exposé des résultats récents obtenus dans la limite à deux niveaux (le SQUID est alors un qubit) ou lorsque le
SQUID est couplé à un qubit de charge.
Figure : (a) Photographie au MEB du SQUID. (b) Représentation du potentiel et des niveaux d’énergie pour un
SQUID polarisé en courant. (c) Oscillations cohérentes dans un système multiniveaux.
φ
(t)
⎢0〉
⎢1〉
⎢
2〉
ωp
∆
U
0
P = +6 dBm
Ω1/2π = 260 MHz
νcoh = 208 MHz
Tmw (ns)
Pesc
20 40 60 80
0.2
0.4
0.6
0.8
10µm