Séance de cours

Bites quantiques supraconductrices

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Dans cours

PHYS-464: Solid state systems for quantum information

This course will give an overview of the experimental state of the art of quantum technology for Quantum Information Processing (QIP). We will explore some of the most promising approaches for realizing quantum hardware and critically assess each approach' ...

Description

Cette séance de cours présente le concept de supraconducteurs et leurs applications en électronique, en mettant l'accent sur la formation de paires Cooper et les propriétés de matériaux supraconducteurs comme le niobium et l'aluminium. Il couvre également les techniques de fabrication des jonctions de tunnel de Josephson et différentes saveurs de bits quantiques supraconducteurs, tels que Transmons et Xmons. La séance de cours se penche sur les niveaux d'énergie des circuits oscillateurs harmoniques, les facteurs de qualité des résonateurs et les durées de vie des photons, mettant l'accent sur le contrôle de la dissipation interne et externe des oscillateurs LC. De plus, il traite de la réalisation des résonateurs de ligne de transmission et de l'importance des facteurs de qualité des résonateurs dans le calcul quantique.

Enseignant·e

Pasquale Scarlino

I obtained my master's degree in Physics at the University of Salento, Lecce (Italy) in February 2011. During 2006-2011, I have also been a student of Scuola Superiore ISUFI (SSI). SSI is one of six schools of excellence established in Italy to develop the intellectual capital in technological and social sciences. I conducted an external Master thesis project during an 8 months internship in the Quantum Transport Group at TU Delft, under the supervision of Prof. L.M.K. Vandersypen. There, I implemented the Quantum Point Contact Radio-Frequency Reflectometry technique, which allows increasing the single-shot electron spin readout bandwidth and is currently routinely used in the group.I obtained my Ph.D. degree in February 2016, in the Spin Qubits group of Prof. L.M.K. Vandersypen at the Kavli Institute of Nanoscience-Qutech (TU Delft). During my Ph.D. I have been leading the Si/SiGe spin qubits project, collaborating with the M. Eriksson Group at Wisconsin University. In parallel, I have been working on other different projects, in particular with GaAs depletion quantum dots, high impedance superconducting resonators, and surface acoustic wave resonators. I have been working as a Postdoc fellow in the group of Prof. A. Wallraff (Quantum Device Lab) at ETH Zurich. My main project, in collaboration with the group of Prof. K. Ensslin and Prof. T. Ihn, consisted in integrating semiconductor and superconductor technologies. Realizing a well-controlled interface between the semiconductor and superconductor-based quantum information technologies may allow harnessing the best of both device architectures, for example by providing an interface between strongly coupled charge state and high coherence spin states. Furthermore, it enables the possibility to explore light/matter hybridization in a class of solid-state systems and regimes that are new in the context of quantum optics.From June 2019 till September 2020, I have been a Senior Researcher at Microsoft Station Q Copenhagen and at the Center for Quantum Devices in Copenhagen, focusing on developing semiconductor-superconducting hybrid hardware for topologically protected quantum computation.Since October 2020, I am a tenure track Assistant Professor of Physics in the School of Basic Sciences at the EPFL where I founded the Hybrid Quantum Circuit (HQC) laboratory.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Physique de la matière condensée: Transition de phase

Informatique théorique

Theory of computation: Informatique quantique

Concepts associés (32)

Information quantique

La théorie de l'information quantique, parfois abrégée simplement en information quantique, est un développement de la théorie de l'information de Claude Shannon exploitant les propriétés de la mécanique quantique, notamment le principe de superposition ou encore l'intrication. L'unité qui est utilisée pour quantifier l'information quantique est le qubit, par analogie avec le bit d'information classique.

Supraconductivité

La supraconductivité, ou supraconduction, est un phénomène physique caractérisé par l'absence de résistance électrique et l'expulsion du champ magnétique — l'effet Meissner — à l'intérieur de certains matériaux dits supraconducteurs. La supraconductivité découverte historiquement en premier, et que l'on nomme communément supraconductivité conventionnelle, se manifeste à des températures très basses, proches du zéro absolu (). La supraconductivité permet notamment de transporter de l'électricité sans perte d'énergie.

Ancilla bit

In reversible computing, ancilla bits are extra bits being used to implement irreversible logical operations. In classical computation, any memory bit can be turned on or off at will, requiring no prior knowledge or extra complexity. However, this is not the case in quantum computing or classical reversible computing. In these models of computing, all operations on computer memory must be reversible, and toggling a bit on or off would lose the information about the initial value of that bit.

Informatique quantique

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques et des associés. La notion s'oppose à celle d'informatique dite « classique » n'utilisant que des phénomènes de physique classique, notamment de l'électricité (exemple du transistor) ou de mécanique classique (exemple historique de la machine analytique). En effet, l'informatique quantique utilise également des phénomènes de la mécanique quantique, à savoir l'intrication quantique et la superposition.

Qubit

En informatique quantique, un qubit ou qu-bit (quantum + bit ; prononcé ), parfois écrit qbit, est un système quantique à deux niveaux, qui représente la plus petite unité de stockage d'information quantique. Ces deux niveaux, notés et selon le formalisme de Dirac, représentent chacun un état de base du qubit et en font donc l'analogue quantique du bit. Grâce à la propriété de superposition quantique, un qubit stocke une information qualitativement différente de celle d'un bit.

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Séances de cours associées (64)

Qubits supraconducteurs : histoire et théorie du BCS

Explore l'histoire des qubits supraconducteurs et les fondamentaux de la supraconductivité et de la théorie BCS.

Métrologie quantique: Électronique supraconductrice & Qubits

Explore la métrologie quantique, l'électronique supraconductrice, les détecteurs, les qubits et la suprématie quantique, mettant l'accent sur les progrès dans le calcul quantique.

Superconducteurs: Cooper Pairs et Quantum Mechanics

Explore les supraconducteurs, les paires de Cooper, la mécanique quantique, le formalisme lagrangien et l'effet AC Josephson.

Quantum et nanocomputing

Couvre la naissance de la mécanique quantique, les équations de Schrödinger, la supraconductivité, l'effet Josephson, et la théorie de la supraconductivité.

Calcul quantique : bases et oscillateur harmonique

Couvre les bases du calcul quantique, y compris les qubits, le codage de sphère de Bloch et les oscillateurs harmoniques dans les systèmes quantiques.

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Information quantique

Supraconductivité

Ancilla bit

Informatique quantique

Qubit

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