Thèse Détecteur Micro-Onde Large-Bande de Photon Unique H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Grenoble Alpes École doctorale : PHYS - Physique Laboratoire de recherche : Institut Néel Direction de la thèse : Hervé COURTOIS Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-13T23:59:59 Le sujet de doctorat est au coeur de la nanoélectronique supraconductrice et de l'électrodynamique quantique des circuits (cQED). Le doctorat ou la doctorante fabriquera des circuits nanoélectroniques supraconducteurs dans la salle blanche Nanofab de l'Institut Néel. Il ou elle traitera les dispositifs avec des signaux à haute fréquence (RF à micro-ondes) dans un réfrigérateur à dilution facilement accessible. Les données expérimentales seront ensuite analysées et interprétées, en collaboration avec des collègues théoriciens.
Le projet est le fruit d'une collaboration entre les équipes expérimentales des laboratoires de l'Institut Néel (H. Courtois) et PHELIQS (C. Winkelmann, B. Brun), experts en jonctions Josephson, détecteurs supraconducteurs et qubits. L'interprétation et la description théorique seront réalisées en collaboration avec le LPMMC (D. Basko).
Le projet décrit ci-dessus est destiné à être poursuivi dans le cadre d'une thèse de doctorat. Microwave photons are the key vectors of information in quantum technologies. Because they carry extremely small energies of only a few tens of µeV (about 5.10-24 J), the detection of single microwave photons has been a major challenge. Recently, this was achieved using several detection schemes [1,2], in some cases reaching very high efficiency. However, in the preceding experiments, the photon absorption relies on the resonant interaction with a qubit. Therefore, it is effective only for a very narrow range of photon energies. The aim of this project is to develop a broadband single microwave photon detector, whose absorption efficiency is thus insensitive to the precise photon energy. The basic principle of the detector relies on a phase-biased Josephson junction involving a short (submicron) normal conductor, in which the photon is absorbed and its effect converted into an irreversible jump of the quantum phase [3].
[1] Wang et al., Nature 619, 276 (2023). [2] Haldar et al., Phys. Rev. Lett. 133, 217001 (2024). [3] Gümüs et al., Nature Phys. 19, 196 (2023). Nanofabrication de dispositifs hybrides quantiques
Mesures à très basses température
Analyse de données expérimentales

Master de Physique ou Physique appliquée, avec une bonne connaissance de la mécanique quantique, si possible appliquée au transport électronique.