Responsable :
Juan, Mathieu
Établissement :
Université de Sherbrooke
Année de concours :
2022-2023
Partenariat
Ministère de l'Économie, de l'Innovation et de l'Énergie (MEIE)
Programme C3P-Gazelle
Chaires de recherche en partenariat public-privé en Zone d’innovation
BÂTIHR
Supplément pour le soutien à l’infrastructure humaine en Zone d’innovation
Concours 2022-2023
Table des matières
1. Résumé du projet
Les effets quantiques sont au centre de diverses technologies essentielles et jouent un rôle de plus en plus important dans notre société. Stimulées par les progrès des sciences quantiques, les futures technologies quantiques visent à exploiter des effets quantiques complexes tels que l’intrication et la superposition d’états. Une technologique importante développement concerne les ordinateurs quantiques, ordinateurs qui offrent un nouveau paradigme de calcul reposant sur des phénomènes mécaniques quantiques pour résoudre certains problèmes autrement impossibles pour les ordinateurs classiques. Parmi les différentes approches de l’informatique quantique, les circuits (électriques) supraconducteurs sont au centre d’efforts de recherche et de développement intenses par de nombreux groupes universitaires et industriels. Bien qu’il s’agisse de l’une des plateformes les plus matures, l’augmentation de la taille des processeurs quantiques supraconducteurs constitue un défi majeur nécessitant des améliorations sur de multiples aspects techniques. Dans ce contexte, une question importante se pose concernant le contrôle et la manipulation de l’information quantique afin de pouvoir connecter plusieurs ordinateurs quantiques. Cependant, comme les états quantiques ne peuvent être copiés, il est nécessaire d’impliquer divers systèmes quantiques pour contrôler et manipuler avec précision l’information à travers différents modes tels que les photons optiques et les signaux micro-ondes. Par conséquent, les interfaces quantiques hybrides, qui combinent des circuits supraconducteurs, des systèmes à l’état solide et des dispositifs photoniques, constituent un élément clé des technologies quantiques.
Bénéficiant de la grande variété des systèmes quantiques qui peuvent être contrôlés avec précision, les systèmes quantiques hybrides offrent la possibilité de combiner les avantages de différents systèmes, permettant ainsi des fonctionnalités qui seraient autrement impossibles. Par exemple, les circuits supraconducteurs offrent de grandes non-linéarités, élément essentiel pour créer et contrôler des états quantiques complexes. Cependant, leurs signaux électriques micro-ondes ne sont pas adaptés à la transmission d’informations sur de longues distances. À l’inverse, les photons optiques sont parfaitement adaptés au transport de l’information. Les systèmes mécaniques sont également intéressants car ils peuvent interagir à la fois avec les photons optiques et les signaux micro-ondes. En outre, les systèmes mécaniques sont également sensibles à différentes forces externes et sont particulièrement adaptés à la détection inertielle. Dans ce contexte, la perspective de combiner des circuits quantiques et des systèmes mécaniques ouvre des perspectives prometteuses pour la réalisation de nouvelles technologies quantiques.
Avec cette chaire de recherche sur les systèmes quantiques hybrides, je propose de développer de nouvelles approches combinant circuits quantiques, résonateurs mécaniques et optique quantique pour le traitement de l’information et les capteurs quantiques. Concrètement, nous exploiterons une nouvelle interface magnétomécanique qui permet de coupler efficacement des résonateurs mécaniques avec des circuits micro-ondes. Nous explorerons l’utilisation de différents systèmes mécaniques, tels que des membranes, des cantilevers clampés et des résonateurs lévités, en visant deux objectifs principaux :
1. Le développement de capteurs tirant parti du couplage électromécanique important et du facteur de qualité mécanique élevé pour améliorer la sensibilité.
2. L’utilisation de circuits quantiques pour contrôler et manipuler des états quantiques complexes pour les systèmes mécaniques et les photons optiques.
2. Équipe de recherche
Équipe de recherche
Charette, Paul
Université de Sherbrooke
3. Appel de propositions
Le projet est d’une durée de 3 ans et le montant total octroyé est de 732 003,00$