Rejoindre l’équipe

@   Equipe LIME

Offre de post-doctorat : Etats quantiques du mouvement d’oscillateurs mécaniques - superposition et intrication

The motion of massive, mesoscopic-scale mechanical resonators can behave quantum mechanically when cooled down to ultra-low temperatures. The exploration of such systems in the quantum regime has both fundamental and practical interests: as a test of quantum mechanics in systems beyond the few-particle ensembles, and its interplay with gravitation; or as a light-matter interface for the development of quantum communication networks, for storing and transducing quantum information.

A mechanical resonator, such as the micrometer-sized disks fabricated in our team (see picture), also confines optical modes that strongly interact with the motion. Therefore, light provides a means to shape the quantum state of motion of such an object when prepared close to its ground state (the ‘phonon vacuum’), by adding or removing phonons one by one. This project aims to do so. Light also probes the obtained states, which will then be characterized through optical tomographic reconstruction. 

This project also seeks to achieve multipartite quantum control, entanglement and superposition, in systems composed of several of these optomechanical resonators, either evanescently coupled or arranged in an interferometric configuration. It will target in particular the generation of maximally-entangled GHZ states, of importance in quantum computing protocols, or N00N states, of interest for sensing with sub-standard quantum limit sensitivity, and offering the possibility to explore the concept of nonlocal influence in quantum mechanics.

Methods and techniques: Quantum optomechanics, single-photon counting, quantum state tomography, low temperatures. 

References:
I. Favero and K. Karrai, Nat. Phot. 3, 201 (2009); M. Aspelmeyer, T. Kippenberg and F. Marquardt, Rev. Mod. Phys. 86, 1391 (2014)
S. Barzanjeh, Nat. Phys. 10, 1038 (2021)
M.R. Vanner, M. Aspelmeyer and M.S. Kim, PRL 110, 010504 (2013); M.R. Vanner, I. Pikovski, and M.S. Kim, Ann. Phys. 527 (2015)
A. Barbero, S. Pautrel, …, A. Borne, I. Favero (2026)

Contacts: Adrien Borne, Ivan Favero

Offre de post-doctorat : Interface quantique mécanique entre micro-ondes et optique

Transducers in a quantum information network, linking microwave qubits nodes and silicon photonics

Le développement des technologies de l’information quantique nécessite d’interconnecter différents systèmes quantiques ayant des taches spécifiques (calcul, mémoire), comme les plateformes de qubits micro-ondes. Les photons dans le proche infra-rouge permettent un tel transfert efficace de l’information quantique, en préservant l’état non classique sur de longues distances. La conversion de l’information quantique entre photons micro-ondes et photons optiques est donc une étape clef que ce projet vise à réaliser.

L’objectif de ce projet est donc de concevoir un dispositif permettant de démontrer la conversion de signaux classiques puis quantiques entre ces deux domaines spectraux. Ce convertisseur sur puce sera constitué d’un résonateur supraconducteur micro-onde et d’un résonateur optique, tous deux en interaction avec un mode mécanique qui sera le médiateur de la conversion. Avec ces convertisseurs, nous viserons ensuite la génération d’intrication entre qubits microondes distants.

Ce projet sera mené en étroite collaboration avec nos partenaires à Grenoble : l’Institut Néel expert en circuits quantiques supraconducteurs et électromécanique, et le CEA Leti l’un des principaux organismes de recherche technologique en Europe.

Méthodes et techniques : optomécanique, interconnexion quantique, simulations numériques, nanofabrication, basses températures.

Contacts : Ivan Favero, Adrien Borne

À lire aussi