Thèse soutenue le 05 décembre 2022 pour obtenir le grade de docteur de la Communauté Université Grenoble Alpes - Spécialité : Physique appliquée
Résumé : Le traitement quantique de l'information apporte de nouveaux protocoles et de nouvelles fonctionnalités dans le domaine des communications en garantissant une sécurité absolue du transfert de l'information et dans le domaine du calcul, avec la perspective d'effectuer très rapidement des calculs massivement parallèles. La deuxième révolution quantique est amorcée car ces concepts sortent des laboratoires théoriques pour devenir des applications industrielles concrètes grâce aux technologies intégrées. Les photons constituent un excellent support de l'information quantique pour ces deux applications. Trois composants-clés sont nécessaires : une source de photons uniques, un circuit passif reconfigurable permettant de les manipuler et un détecteur de photons uniques. L'objectif de cette thèse est de concevoir, fabriquer et caractériser des détecteurs de photons uniques supraconducteurs intégrés sur silicium, présentant une grande largeur spectrale autour de la longueur d'onde telecom de 1,55 µm, avec une absorption supérieure à 95 % et la possibilité de résoudre le nombre de photons reçus. Cette thèse sera effectuée en collaboration entre le laboratoire PHotonique ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS) du CEA-Irig et le département d'optique et photonique du CEA-Leti, permettant d'allier les expertises et savoir-faire complémentaires des deux laboratoires. Cette thèse sera effectuée en parallèle de développements de sources de photons uniques intégrées sur silicium et apportera une brique essentielle pour l'intégration sur la même puce d'un circuit complet permettant de générer, manipuler et détecter des photons uniques pour les communications sécurisées et le calcul quantique.
Jury :Président : David Ferrand
Rapporteur : Fabrice Raireni
Rapporteur : Christophe Couteau
Examinatrice : Nadia Belabas
Examinatrice : Élisabeth Blanquet
Directeur de thèse : Jean-Michel Gérard
Co-directrice de thèse : Ségolène Olivier
Mots clés :
Matériau supraconducteur, photonique quantique, détecteurs de photon unique à nanofils supraconducteurs de photon unique
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