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Benoît Rossignol

Nanoélectronique quantique résolue en temps dans des environnements électromagnétiques

Publié le 16 décembre 2019
Thèse soutenue le 16 décembre 2019 pour obtenir le grade de docteur de la Communauté Université Grenoble Alpes - Spécialité : Physique Théorique

Résumé :
La nanoélectronique quantique est dans une phase de grande expansion, soutenue principalement par le développement de l'informatique quantique. Une grande précision est nécessaire pour atteindre les objectifs actuels, mais d'un autre côté, les expériences sont aussi plus complexes que jamais. Les outils numériques semblent nécessaires pour réaliser la compréhension exigée tout en traitant une telle complexité. Les échelles de temps concernées sont de plus en plus courtes et se rapprochent des échelles de temps quantiques intrinsèques de l'appareil, comme le temps de vol. Les travaux antérieurs de notre groupe ont simulé le transport d'électrons en fonction du temps à une échelle quantique. Cette thèse vise à améliorer les algorithmes précédents pour obtenir une plus grande précision et une meilleure description des systèmes en incluant l'environnement électronique.
Ce travail est divisé en trois domaines principaux. Tout d'abord, nous améliorons les outils de simulation numérique en fonction du temps pour prendre en compte un environnement électronique d'une manière cohérente. Le nouvel algorithme peut atteindre une précision arbitraire d'une manière contrôlée. Deuxièmement, le nouvel algorithme est utilisé pour démontrer l'existence de nouveaux phénomènes physiques. Nous étudions les jonctions Josephson dans différents environnements pour mettre en valeur le rôle des quasi-particules, l'effet d'une impulsion très courte, et pour étudier les techniques de caractérisation de la jonction topologique.
Enfin, différents développements sont à l'étude afin d'intégrer le phénomène de décohérence et le bruit quantique dans les simulations.

Jury :
Rapporteur : Pascal Simon
Rapporteur : Christophe Mora
Examinateur : Philippe Joyez
Examinateur : Dietmar Weinmann
Examinateur : Christopher Bauerl
Directeur de thèse : Xavier Waintal
Co-directeur de thèse : Christoph Groth

Mots clés :
Simulation numérique, nanoélectronique, physique quantique