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La présentation sera faite en anglais.
La découverte et la démonstration d’algorithmes quantiques plus performants que tous les algorithmes classiques ont donné naissance au nouveau domaine de recherche qu’est l’information quantique. Bien que les plus grands processeurs quantiques actuels se composent d’environ 100 qubits, ces derniers sont loin d’être parfaits. La construction d’un processeur quantique comportant des millions de qubits nécessite une technologie fiable avec un potentiel de mis à l’échelle. Dans ce contexte, les qubits de spin dans les boîtes quantiques semiconductrices constituent une plateforme de qubits intéressante qui pourrait bénéficier des techniques de fabrication à grande échelle de l’industrie moderne des semiconducteurs. Nous utilisons un dispositif fabriqué dans un processus FDSOI de 300 mm, promettant l’évolutivité requise par le premier critère de DiVincenzo : “Un système physique évolutif avec un qubit bien caractérisé”. Le dispositif consiste en un nanofil de silicium qui relie deux réservoirs. Des grilles, définies sur le dessus du nanofil, permettent l’accumulation de boîtes quantiques dans les coins du nanofil. Dans notre dispositif, nous créons un système de 2 × 2 boîtes quantiques.
Nous utilisons la réflectométrie RF pour sonder la susceptibilité de charge du système, et grâce à l’une des boites quantiques pouvons réaliser de la détection de charge. Ensuite, nous utilisons ce dispositif pour réaliser un système à deux spins dans deux boites quantiques. Nous mesurons le blocage de spin de Pauli en utilisant deux méthodes : la lecture de type singulet-triplet et la lecture de parité, ce qui nous permet de faire la distinction entre le singlet S et les trois états triplets 𝑇0, 𝑇− et 𝑇+ d’un côté ou entre les états de spin non polarisés S et 𝑇0 et les états de spin polarisés 𝑇− et 𝑇+ de l’autre. Nous démontrons une haute-fidélité pour les deux types de lecture. La fidélité de la lecture ST est > 99 % à 50 kHz en raison d’une relaxation de spin relativement rapide et la lecture de la parité dépasse 99.9 % (99 %) à 50 kHz (250 kHz). Ainsi, les deux lectures répondent à la cinquième condition de DiVincenzo : « une capacité de mesure spécifique au qubit ». De plus, nous effectuons ces mesures à une température de 0.5 K, ce qui montre la robustesse en température de ce type de lecture et son potentiel pour une futur cointégration avec de l’électronique dissipative. Enfin utilisant notre méthode de lecture, nous caractérisons le système à deux spins en utilisant des expériences de Landau-Zener et de spin-funnel et pouvons aussi sonder des signatures de molécularisation de Wigner dans notre système.
