Agenda de l'ENS de Lyon

Après des années de développement académique, l’électrodynamique quantique en cir- cuit entre dans l’ère des applications. Cette thèse a été réalisée dans une volonté de créer des outils pour faire le lien entre une curiosité académique quantique, les circuits supraconducteurs, et un objectif majeur, l’ordinateur quantique universel. Une archi- tecture vraisemblable de processeur quantique consiste à connecter en réseau un grand nombre de modules élémentaires. 
Lors de cette thèse expérimentale, le noeud d’un tel réseau, le quantum node, a été développé et fabriqué grâce aux techniques de l’état de l’art des circuits imprimés quan- tiques microonde. Ce circuit a été utilisé pour réaliser pour la première fois une méthode de lecture séquentielle d’un qubit supraconducteur. Cette méthode, proposée en 2013 par Sete et al., permettrait une lecture plus rapide et plus précise des qubits supracon- ducteurs. La lecture des qubits est l’un des obstacles majeurs limitant le développement d’ordinateurs quantiques universels sans erreur, ce qui rend ce projet autant intéressant pour sa mise en oeuvre inédite du quantum node que pour ses applications. Cette nou- velle méthode de lecture atteint des performances proches de l’état de l’art alors même que le circuit n’était pas optimisé pour cette fin. 
Lors de cette thèse, nous avons aussi contribué à deux autres expériences d’optique quantique microonde, détaillées ici. 
Un circuit dédié a été développé pour démontrer une nouvelle forme de mesure quan- tique: la mesure multiplexée du nombre de photons. Dans cette expérience, menée par A. Essig et Q. Ficheux, un qubit supraconducteur est lu simultanément à plusieurs fréquences pour extraire plus d’un bit d’information à la fois à propos du nombre de photons contenus dans un résonateur microonde couplé à un qubit. 
Enfin, nous avons contribué à la démonstration expérimentale de la suppression ex- ponentielle des bit-flips dans un qubit encodé dans un état de chat de Schrödinger d’un mode microonde. Cette expérience, menée par R. Lescanne et Z. Leghtas, démontre une augmentation par un facteur 300 du temps de vie du qubit grâce à la correction d’erreur quantique autonome réalisée grâce à l’ingénierie de la dissipation d’un mode microonde.