NTÉGRATION D'ÉMETTEURS DE PHOTONS UNIQUES ET DE DÉTECTEURS DE PHOTONS UNIQUES SUPRACONDUCTEURS DANS UNE PLATEFORME PHOTONIQUES EN HBN

L'essor des technologies quantiques a mis en évidence deux défis majeurs : le contrôle précis des processus quantiques cohérents et la conversion efficace à grande échelle des résultats quantiques en signaux classiques. L'approche de la photonique quantique repose sur des sources et des détecteurs de photons uniques, qui sont des composants essentiels pour de nombreuses applications dans le domaine des sciences de l'information quantique, telles que l'informatique quantique et la simulation. Les solutions les plus avancées reposent actuellement sur des émetteurs de photons uniques démultiplexés externes ou sur des processus probabilistes sur puce et des détecteurs externes. Cependant, ces méthodes souffrent d'une efficacité limitée, ce qui rend difficile leur transposition à des expériences multiphotoniques. Ce goulot d'étranglement technologique est principalement dû à l'absence de techniques descendantes fiables permettant l'intégration contrôlée et reproductible de sources et de détecteurs de photons uniques à haute efficacité et haute fréquence directement dans les circuits photoniques qui réalisent les portes optiques nécessaires. Cette proposition de thèse porte sur la réalisation expérimentale de détecteurs de photons uniques à nanofils supraconducteurs (SNSPD) intégrés dans des circuits photoniques en nitrure de bore hexagonal (hBN). Le projet vise à mettre au point une plateforme photonique quantique entièrement intégrée où les photons uniques sont générés, acheminés et détectés sur la même puce avec un rendement élevé. À travers trois axes de recherche principaux – la fabrication et l'optimisation des SNSPD, la caractérisation expérimentale des performances des détecteurs et l'intégration dans des démonstrateurs photoniques quantiques –, nous développons une plateforme à base de hBN pour des expériences quantiques sur puce. Les travaux explorent également des matériaux supraconducteurs à haute température tels que le BSCCO afin de réduire les exigences en matière de cryogénie. École doctorale : Physique en Ile de France Direction : Cheryl FEUILLET-PALMA Financement : Financement d'un établissement public Français