ERC Advanced Grant 2024 : 2 lauréats à CNRS Physique

Intrication quantique avec des paquets d'ondes de charge ultracourts (ULTRAWAVE)

Dans les dispositifs nanoélectroniques, les phénomènes quantiques se déroulent en quelques picosecondes — un domaine de temps encore hors de portée des technologies actuelles.
Le projet ULTRAWAVE a pour objectif de franchir cette barrière en produisant des impulsions électriques ultrarapides à l’aide de technologies térahertz avancées. Ces impulsions seront injectées dans des circuits refroidis à très basse température pour explorer les dynamiques quantiques en temps réel.
Nous développerons aussi de nouveaux matériaux à base de germanium, reconnus pour leurs excellentes propriétés de cohérence quantique. Des détecteurs quantiques fabriqués avec ces matériaux permettront de détecter des électrons en mouvement de manière « single-shot », une avancée essentielle pour le traitement quantique de l’information. ULTRAWAVE ouvrira ainsi la voie à des manipulations quantiques inédites, en plein vol, avec des retombées majeures pour la science fondamentale et les technologies quantiques de demain.

Le projet ULTRAWAVE est porté par Christopher Bäuerle

Directeur de recherche CNRS à l'Institut Néel (NEEL, CNRS).

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Free Electrons to Bound Electrons and Photons Quantum Coherent Coupling (FreeQCC)

Depuis peu, un nouveau champ de recherche émerge à l’intersection entre la physique des faisceaux d’électrons rapides et celle de la cohérence quantique : l’optique quantique d’électrons rapide. Le projet FreeQCC vise à explorer deux problèmes fondamentaux : peut-on intriquer un électron rapide et un photon ? Peut-on observer des superpositions quantiques d’états d’un atome à l’aide d’un électron rapide ? Pour y répondre, le projet s’appuie sur les récentes avancées en microscopie électronique et en nano-optique, afin de concevoir des expériences inédites à très haute résolution spatiale, temporelle et énergétique. Il s’agira ainsi de manipuler finement l’état quantique d’électrons libres interagissant de façon quantiquement cohérente avec des systèmes quantiques nanométriques, comme des qubits solides. En combinant théorie et innovation technologique, FreeQCC ambitionne ainsi de franchir une étape majeure dans la compréhension de l’interaction entre électrons rapides et systèmes quantiquement cohérents.

Le projet FreeQCC est porté par Mathieu Kociak

Mathieu Kociak est directeur de recherche CNRS au Laboratoire de Physique des Solides (LPS, CNRS/Université Paris Saclay).

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