Thèse Nouveaux Qubits de Spin pour le Calcul Quantique H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Physique en Ile de France Laboratoire de recherche : CEA/SPEC - Service de Physique de l'Etat Condensé Direction de la thèse : Patrice BERTET ORCID 0000000254277254 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-10-01T23:59:59 Le calcul quantique nécessite des qubits robustes, ayant un long temps de cohérence. C'est le cas des spins dans les cristaux ultra-purs à basse température. La difficulté est de les mesurer à l'échelle individuelle, et d'interfacer les spins entre eux pour effectuer des portes logiques.
Dans notre laboratoire, nous avons développé une méthode qui permet de mesurer des spins électroniques individuels en utilisant un compteur de photon micro-onde basé sur un qubit supraconducteur, refroidi à 10mK. Dans cette thèse, nous utiliserons cette méthode pour le calcul quantique. Nous utiliserons le spin électronique couplé à un spin nucléaire, qui peut avoir un temps de cohérence de plusieurs secondes dans un matériau adapté. La thèse consistera à explorer de nouveaux qubits de spin prometteurs. Les systèmes envisagés sont :
- les ions Tb3+ dans une matrice de CaWO4, qui possèdent une transition d'horloge
- les ions 167Er3+ dans CaWO4, qui possèdent un spin nucléaire 7/2 qui peut être utilisé comme code correcteur d'erreur local
- les ions Er3+ dans Si purifié isotopiquement en 28Si, qui devrait atteindre des temps de cohérence record grace à l'absence de spin nucléaire Le calcul quantique est un domaine de recherche très actif. La résonance magnétique sur spin unique est aussi en plein développement. Le sujet de thèse se situe à l'interface. - Caractériser les temps de cohérence de Tb3+:CaWO4, 167Er3+:CaWO4, Er3+:28Si
- Démontrer un code élémentaire de correction d'erreur dans 167Er3+
- Effectuer des portes logiques à 2 qubits