3.3 Fabrication du Quantronium
Le Quantronium est fabriquée sur un substrat de SiO2, sur lequel on met un plastique mou
puis un plastique dur qui serviront de résine. On grave alors sur les plastiques la forme du circuit
voulue. Le plastique mou est plus gravé que le plastique dur, et il y a donc une sous-gravure
importante.
On dépose une première couche d’aluminium en orientant l’échantillon sous un certain angle,
puis on oxyde cette couche, on change l’angle de l’échantillon et on dépose une nouvelle couche
d’aluminium. Comme l’angle de l’échantillon a été changé, les deux couches d’aluminium ne se
recouvrent qu’à certains endroits. Au niveau des recouvrements, on a des jonctions Josephson
Al −Al2O3−Al. Une fois ces opérations effectuées, on enlève les plastiques qui ont servi de
résine.
3.4 Réussites et problèmes
Pour utiliser le Quantronium, il est nécessaire de le placer à basse température. On utilise
pour cela un réfrigérateur qui descend à 20 mK environ.
On arrive grâce au Quantronium à réaliser une porte quantique NOT, en effectuant un demi-
tour autour de X sur la sphère de Bloch. On peut également faire tourner l’état autour de l’axe
-Y. Il est donc possible de réaliser toutes les portes quantiques à partir du Quantronium.
On rencontre principalement deux problèmes pour faire fonctionner correctement le Quan-
tronium, qui sont la mort subite du qbit et la perte de la phase, qui est plus lente.
La mort subite du qbit est un phénomène de décohérence dû à l’environnement et au fait que
le qbit est un objet macroscopique.
La perte de phase est aussi due à l’environnement, qui induit un changement de la phase de
l’état quantique. Le temps caractéristique de ce phénomène est 500 ns.
4 Questions
– Le refroidissement à quelques mK est-il toujours obligatoire pour obtenir un qbit ?
L’énergie est proportionnelle à l’inverse de la taille : le choix de Quantum Electronics Group
est de travailler sur des objets de grande taille par rapport aux objets quantiques habituels,
ce qui impose donc de travailler à basse énergie et à basse température. Cependant, pour les
réalisations techniques et les applications, utiliser de petits objets semblent une meilleure
option.
– Le contraste sur l’oscillation de Rabi n’est pas 100%. Pourquoi ?
Ce phénomène est du à un problème de détecteur qui est débranché à l’origine pour éviter la
décohérence. Sa mise en route augmente la relaxation du bit quantique et fait donc perdre
du contraste. Certains groupes ont réussi à éliminer en partie ce problème. Le meilleur
contraste obtenu est de 80%, avec un détecteur single-shot.
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