Technologies Quantiques

Technologies et Dispositifs Quantiques

Description : Ce cours présentera des aspects fondamentaux relatifs aux composants et dispositifs matériels constituant les ordinateurs quantiques actuels et introduira également en les logiciels pour leur programmation. L’un des objectifs principaux de ce cours sera de fournir des éléments explicatifs de (i) la démarche de conception des plateformes matérielles existantes (ii) leur exploitation des phénomènes quantiques, et (iii) les défis technologiques actuellement rencontrés.

Le cours se concentrera sur définition matérielle des qubits, leur manipulation physique, leurs interactions pour former des systèmes complexes, et les sources d’erreur (et leur correction possible) pour chaque type de plateforme. L’accent sera principalement mis sur les plateformes à base de qubits supraconducteurs, de qubit photoniques, de pièges à atomes / ions, de qubits intégrées sur Silicium, et enfin les architectures basées sur la résonance magnétique nucléaire.

Bibliographie :

  • Ref. [1] : S. Majidy, C. Wilson, R. Laflamme, Building Quantum Computers: A Practical Introduction, Cambridge University Press, 1st Ed. (2024)

Acquis d’apprentissage : AA1 : Connaissance des différentes plateformes matérielles utilisées dans les ordinateurs quantiques – AA2: Capacité à définir et à manipuler des qubits dans différentes plateformes matérielles, en comprenant les techniques de manipulation et d’interconnexion des qubits pour former des systèmes quantiques complexe – AA3 : Identification des origines physiques des erreurs dans les plateforme matérielles, ainsi que des stratégies pour les surmonter ou les atténuer – AA4 : Aptitude à évaluer et à comparer les performances des différentes plateformes matérielles en termes de fiabilité, de scalabilité et d’efficacité pour l’informatique quantique.

Modalités d’évaluation : Mini-Projet : Etude dimensionnement d’une plateforme

Compétences évaluées :

  • Conception Génie Physique
  • Modélisation Physique

Responsable de cours : Damien Rontani

Identifiant Geode : SPM-PHY-027

CM :

  1. Ressources Quantiques (1): Photons, Résonateurs, detection (1.5 h)
  2. Ressources Quantiques (2): Atomes, piégeage/refroidissement, atomes de Rydberg, ions piégés (3.0 h)
  3. Ressources Quantiques (3): Composant supraconducteurs, Qbits et circuits supraconducteurs (3.0 h)
  4. Ressources Quantiques (4): Composant photoniques (3.0 h)
  5. Ressources Quantiques (4): Résonance magnétique nucléaire et qubit de spin (3.0 h)
  6. Ressources Quantiques (5): Intégration sur silicium (3.0 h)
  7. Ressources Logicielles : Panorama de l’offre logicielle pour exploiter les architecture quantiques (1.5 h)

TD :

  1. TDs sur le dimensionnement des differentes Qbit supraconducteurs / pièges à atome et à base de spin (3.0 h)

TP :

  1. Analyse de Qubit Supraconducteurs (3.0 h)