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Members
Date
October 9, 2020 8:00 AM
-
October 10, 2020 4:00 PM
Lieu de l'événement
Virtuel sur Zoom et Remo
Les partenaires de l'événement sont
Des tables de discussion seront animées par
Prenez le temps de visionner les vidéos de : Prompt, COPL, Quantino & Visite virtuelle de Quantino, Ki3 Photonics
9 h – 9 h 10 Mot d'ouverture (sur Zoom)
9 h 10 – 9 h 45 Professeur Nicolas Godbout, Polytechnique Montréal, Canada
Survol du Québec quantique
9 h 45 – 10 h 30 Professeur Jack Sankey, Université McGill, Canada (sur Zoom)
Détection des champs de fuite de nanofils magnétiques contrôlés par effet Hall de spin à l'aide de centres azote-lacune dans le diamant
10 h 30 – 11 h Joël Griesmar, Université de Sherbrooke, Canada
Vers un détecteur de photons uniques micro-ondes fondé sur l'effet tunnel inélastique de paires de Cooper
11 h – 11 h 30 Pause-café (sur Remo)
Participez aux tables de discussions
11 h 30 – 12 h Présentations de regroupement stratégique du FRQNT (sur Remo)
Professeur Mounir Boukadoum, directeur du ReSMiQ
Professeure Sophie Larochelle, directrice du COPL, présentation Présentation
12 h – 13 h Dîner (sur Remo)
Participez aux tables de discussions
13 h – 14 h Professeure Christine Silberhorn, Université de Paderborn, Allemagne (sur Zoom)
Optique quantique intégrée non linéaire avec de la lumière pulsée
14 h 15 – 15 h Présentation de nos partenaires (sur Remo)
Optonique
Prompt & Prima
Jérome Cabana, Mitacs - Mitacs soutient la recherche collaborative
15 h – 15 h 30 Pause-café (sur Remo)
Participez aux tables de discussions
15 h 30 – 16 h Professeur Raymond Laflamme, IQC – Université de Waterloo, Canada (sur Zoom)
Refroidissement algorithmique
16 h – 16 h 30 Professeur Kenneth R. Brown, Université Duke, États-Unis
Avantages des codes de sous-système
16 h 30 – 17 h Nicolas Delfosse, Ph. D., Microsoft, États-Unis (sur Zoom)
Exigences matérielles du décodage pour le calcul quantique tolérant aux fautes
17 h – 17 h 30 Steven T. Flammia, Ph. D., AWS Center for Quantum Computing, États-Unis (sur Zoom)
Le code de surface XZZX
9 h – 10 h Professeur Achim Kempf, Perimeter Institute, Canada (sur Zoom)
Méthodes de la théorie de l'information quantique en cosmologie inflationnaire
10 h – 11 h Pause-café (sur Remo)
Visitez les affiches ou participez aux tables de discussions
11 h – 12 h Professeur Anand Natarajan, Massachusetts Institute of Technology (MIT), États-Unis (sur Zoom)
MIP* = RE
12 h – 13 h Dîner (sur Remo)
Visitez les affiches ou participez aux tables de discussions
13 h – 14 h Professeur Omar Fawzi, École normale supérieure de Lyon, France (Annulé)
Tolérance aux fautes à surcoût constant au moyen de codes expanseurs quantiques
Vous êtes invités à vous joindre à nous sur Remo
14 h – 14 h 45 Professeur Kartiek Agarwal, Université McGill, Canada (sur Zoom)
'« Draiding » de majoranas pour le calcul quantique et l'ingénierie hamiltonienne
14 h 45 – 15 h 30 Pause-café (sur Remo)
Visitez les affiches ou participez aux tables de discussions
15 h 30 – 16 h 30 Professeur Oussama Moutanabbir, Polytechnique Montréal, Canada (sur Zoom)
Une plateforme entièrement fondée sur le groupe IV pour la photonique et l'ingénierie quantique
16 h 30 – 17 h Supartha Podder, Ph. D., Université d'Ottawa, Canada (sur Zoom)
Symétries, propriétés des graphes et accélérations quantiques
17 h – Annonce des lauréats de la compétition d'affiches et mot de clôture (sur Zoom)
Université Duke, États-Unis
Avantages des codes de sous-système
La correction d'erreurs quantiques nous permet de créer des qubits encodés de haute fidélité à partir de qubits bruités. David Poulin a été un pionnier de la correction d'erreurs quantiques par sous-systèmes, dans laquelle les degrés de liberté ne sont pas tous corrigés. Cette liberté de jauge peut mener à une meilleure efficacité du décodage et à des performances remarquablement supérieures pour les erreurs qui sortent du modèle d'erreurs de Pauli aléatoires. Je décrirai nos travaux théoriques sur les erreurs de fuite dans le contexte des codes de sous-système (arXiv:1903.03937) ainsi que notre mise en œuvre expérimentale du code de sous-système de Bacon-Shor avec l'Université du Maryland (arXiv:2009.11482).
Microsoft, États-Unis
Exigences matérielles du décodage pour le calcul quantique tolérant aux fautes
Un défi majeur de la correction d'erreurs quantiques consiste à concevoir un décodeur capable d'identifier les erreurs plus rapidement qu'elles ne s'accumulent. Dans cette présentation, je décrirai une microarchitecture de décodeur pour la correction d'erreurs par code de surface qui peut être exécutée assez rapidement pour corriger les erreurs dans un ordinateur quantique à grande échelle. J'aborderai différentes techniques d'architecture des ordinateurs qui offrent simultanément une accélération matérielle du décodeur et une réduction importante des exigences en bande passante et en matériel de décodage.
D'après des travaux réalisés en collaboration avec Poulami Das, Chris Pattison, Bobbie Manne, Doug Carmean, Krysta Svore et Moin Qureshi
https://arxiv.org/abs/2001.06598
https://arxiv.org/abs/2001.11427
AWS Center for Quantum Computing, Pasadena, États-Unis
Le code de surface XZZX
Nous montrons qu'une variante du code de surface, le code XZZX, offre des performances remarquables pour le calcul quantique tolérant aux fautes. Le seuil d'erreur de ce code correspond à ce que l'on peut atteindre avec des codes aléatoires (hachage) pour chaque canal de bruit de Pauli à un qubit; il s'agit du premier code explicite dont on a démontré qu'il possède cette propriété universelle. Nous présentons des données numériques indiquant que le seuil dépasse même cette borne de hachage pour une plage de paramètres de bruit pertinente sur le plan expérimental. En nous concentrant sur la situation courante où le déphasage des qubits est le bruit dominant, nous montrons que ce code dispose d'un décodeur pratique et performant et qu'il surpasse tous les seuils connus jusqu'ici dans le contexte réaliste où les mesures de syndrome ne sont pas fiables. Nous démontrons ensuite la mise à l'échelle favorable des ressources sous le seuil que l'on peut obtenir en spécialisant un code afin d'exploiter la structure du bruit. Nous montrons qu'il est possible de conserver tous ces avantages lorsqu'on effectue du calcul quantique tolérant aux fautes. Enfin, nous proposons quelques expériences à petite échelle qui pourraient exploiter le biais du bruit pour réduire le surcoût en qubits dans des architectures bidimensionnelles. Travaux réalisés en collaboration avec J. P. Bonilla Ataides, D. K. Tuckett, S. D. Bartlett et B. J. Brown, prépublication : arXiv:2009.07851.
Institute for Quantum Computing (IQC) – Université de Waterloo, Canada
Refroidissement algorithmique
Il a été démontré que le refroidissement algorithmique permet de purifier des qubits par la redistribution de l'entropie et des contacts multiples avec un bain thermique. Dans cette présentation, je donnerai un survol
du domaine et je mentionnerai des résultats récents dans lesquels une restriction implicite, supposée dans tous les travaux antérieurs, concernant l'interaction avec le bain a été levée. Je montrerai qu'il est possible d'obtenir un refroidissement algorithmique plus efficace. Je me pencherai ensuite sur une autre application du refroidissement algorithmique : la distinction entre les erreurs de préparation d'état et les erreurs de mesure dans les ordinateurs quantiques.
Perimeter Institute – Université de Waterloo, Canada
Méthodes de la théorie de l'information quantique en cosmologie inflationnaire
À l'échelle de Planck, et dans l'univers primordial, on s'attend à ce que les notions mêmes d'espace-temps et de matière atteignent la limite de leur domaine d'applicabilité. Le recours aux outils de la théorie de l'information quantique pourrait être utile dans ces circonstances, car même si les phénomènes à l'échelle de Planck sont très éloignés de notre intuition, il devrait toujours être sensé de quantifier la quantité de traitement de l'information en jeu. Je passerai d'abord en revue des concepts connexes de la théorie de l'information, comme la limitation de bande covariante. Je me concentrerai ensuite sur la possibilité que des caractéristiques informationnelles de la physique à l'échelle de Planck aient laissé une empreinte dans l'inflation et, par conséquent, peut-être de façon observable, dans le fond diffus cosmologique.
École normale supérieure de Lyon, France
Tolérance aux fautes à surcoût constant au moyen de codes expanseurs quantiques
Nous démontrons que les codes expanseurs quantiques peuvent être combinés à des techniques de tolérance aux fautes quantique pour atteindre un surcoût constant : le rapport entre le nombre total de qubits physiques requis pour un calcul quantique sur du matériel défaillant et le nombre de qubits logiques mis en jeu dans le calcul idéal est asymptotiquement constant, et peut même être rendu arbitrairement proche de 1 dans la limite d'un faible taux d'erreur physique. Cela améliore le surcoût polylogarithmique promis par le théorème du seuil standard. Pour y parvenir, nous exploitons un cadre introduit par Gottesman, de même qu'une famille de codes quantiques à taux constant, les codes expanseurs quantiques. Notre principale contribution technique consiste à analyser un algorithme de décodage efficace pour ces codes et à démontrer qu'il demeure robuste en présence de mesures de syndrome bruitées, une propriété cruciale pour les circuits tolérants aux fautes. Nous établissons également deux caractéristiques supplémentaires de l'algorithme de décodage qui le rendent intéressant pour le calcul quantique : il peut être parallélisé pour s'exécuter en profondeur logarithmique, et il est à un seul coup (single-shot), c'est-à-dire qu'il ne requiert qu'une seule ronde de mesures de syndrome bruitées.
D'après des travaux réalisés en collaboration avec Antoine Grospellier et Anthony Leverrier
disponibles https://arxiv.org/abs/1808.03821.
Polytechnique Montréal, Canada
Une plateforme entièrement fondée sur le groupe IV pour la photonique et l'ingénierie quantique
Les semiconducteurs composés ont été utilisés avec succès pour contrôler de façon précise et simultanée les paramètres de maille et le caractère direct de la bande interdite, donnant naissance à une variété d'hétérostructures fonctionnelles et de systèmes de basse dimension. L'extension de ce paradigme aux semiconducteurs du groupe IV constituera une véritable percée qui ouvrira la voie à une toute nouvelle classe de dispositifs optoélectroniques, photoniques et quantiques extensibles et intégrés au silicium. Dans cette présentation, je partagerai avec la communauté de l'INTRIQ des stratégies et de nouveaux systèmes de matériaux permettant de concevoir indépendamment la dynamique du réseau et la structure de bandes dans des structures de dispositifs du groupe IV. Les matériaux abordés sont crûs par épitaxie à l'aide d'un système de dépôt chimique en phase vapeur équipé de précurseurs isotopiquement enrichis d'une pureté supérieure à 99,9 % : 28SiH4, 29SiH4, 30SiH4, 74GeH4 et 76GeH4, en plus de précurseurs de Sn. J'aborderai les semiconducteurs (Si)GeSn et leur utilisation en photonique et en optoélectronique dans l'infrarouge moyen à base de Si. Je décrirai aussi nos progrès en matière de matériaux et de métrologie pour contrôler les isotopes stables comme degré de liberté supplémentaire afin d'ajuster le comportement fondamental des structures quantiques semiconductrices.
Massachusetts Institute of Technology (MIT), États-Unis
MIP* = RE
Les systèmes de preuve interactive sont une idée classique de l'informatique théorique et ont mené à des avancées fondamentales en théorie de la complexité et en cryptographie. Fait remarquable, en information quantique, les systèmes de preuve interactive à plusieurs prouveurs sont devenus un outil important pour l'étude de l'intrication quantique et de la non-localité, prolongeant les travaux pionniers de Bell dans les années 1960 et de Tsirelson dans les années 1980. Dans cette présentation, j'aborderai nos travaux récents qui caractérisent la puissance de la classe de complexité MIP* de tels systèmes de preuve, dans lesquels les prouveurs partagent de l'intrication. Sur le plan de la complexité, nous montrons que MIP* est égale à la classe des langages récursivement énumérables, une classe qui comprend le problème de l'arrêt. En conséquence, nous montrons une séparation entre deux modèles de non-localité quantique : le modèle du produit tensoriel et le modèle des opérateurs qui commutent. Cela répond au problème de Tsirelson et implique également une réponse négative au problème de plongement de Connes en algèbres d'opérateurs. Au cœur de ces travaux se trouvent de nouveaux protocoles qui utilisent des techniques PCP classiques combinées aux règles de la mécanique quantique pour permettre à un client classique de contrôler précisément un serveur quantique non fiable.
D'après https://arxiv.org/abs/2001.04383, en collaboration avec Zhengfeng Ji, Thomas Vidick, John Wright et Henry Yuen
Optique quantique intégrée, Département de physique, Universität Paderborn, Allemagne
Optique quantique intégrée non linéaire avec de la lumière pulsée
Les technologies quantiques promettent un changement de paradigme dans de nombreux domaines d'application, par exemple les systèmes de communication, le calcul haute performance et la simulation de systèmes quantiques, ainsi que les technologies de capteurs. Elles peuvent repousser les frontières des systèmes et dispositifs actuels au-delà des limites classiques et de limitations apparemment fondamentales. Les systèmes photoniques, qui comprennent de multiples modes optiques ainsi que de nombreux états quantiques non classiques de la lumière, ont été étudiés de façon intensive dans diverses propositions théoriques au cours des dernières décennies. Cependant, leur mise en œuvre exige des montages avancés d'une grande complexité, ce qui pose un défi considérable sur le plan expérimental. La réalisation réussie de structures de réseaux quantiques contrôlées est essentielle à de nombreuses applications en optique quantique et en science de l'information quantique.
Université McGill
« Draiding » de majoranas pour le calcul quantique et l'ingénierie hamiltonienne
Nous proposons et analysons une famille de protocoles de tressage périodique dans des systèmes comportant plusieurs modes de Majorana localisés (majoranas), à des fins d'ingénierie hamiltonienne. Les protocoles reposent sur des doubles tresses – les « draids » – qui inversent les signes des deux majoranas lorsque l'un fait le tour complet de l'autre. Un « draiding » rapide peut servir à supprimer dynamiquement une partie ou la totalité des couplages entre majoranas. La suppression de tous les couplages peut réduire considérablement la dynamique résiduelle des majoranas, produisant un sous-espace de calcul plus robuste. Des modèles topologiques non triviaux peuvent être obtenus en appliquant sélectivement des draids à certains des majoranas qui se chevauchent (imparfaits). Fait remarquable, les draids peuvent être mis en œuvre sans avoir à tresser physiquement les majoranas ni à effectuer de mesures projectives. Par exemple, nous montrons que des draids peuvent être réalisés en modulant périodiquement le couplage entre une boîte quantique et un fil supraconducteur topologique afin de supprimer dynamiquement l'hybridation des majoranas dans le fil quantique. Dans les montages expérimentaux actuels, cela pourrait réduire ce couplage de quelques ordres de grandeur. On peut montrer que la robustesse de ce protocole est comparable à la robustesse topologique des majoranas tressés physiquement. Nous proposons une architecture qui met en œuvre des draids entre des modes de Majorana éloignés au sein d'un registre quantique à l'aide d'un montage comportant plusieurs boîtes quantiques, et nous discutons également de façons de les mettre en œuvre fondées sur la mesure.
Stagiaire postdoctoral à l'Université de Sherbrooke
Directeur : Max Hofheinz
Vers un détecteur de photons uniques micro-ondes fondé sur l'effet tunnel inélastique de paires de Cooper
La détection de photons uniques est une mesure quantique fondamentale, complémentaire de l'amplification linéaire. Cependant, dans le domaine des micro-ondes, c'est une tâche difficile en raison de la faible énergie des photons. Nous présentons ici un photomultiplicateur qui utilise l'énergie d'une paire de Cooper traversant par effet tunnel une jonction Josephson polarisée en tension pour convertir un photon micro-onde en plusieurs photons à une fréquence différente. Ce processus repose sur la forte non-linéarité fournie par l'interaction entre une jonction Josephson et son environnement électromagnétique à haute impédance. Nous avons fabriqué et mesuré un dispositif composé d'un SQUID à faible courant critique couplé galvaniquement à deux résonateurs à haute impédance. Il a démontré une conversion d'un photon en deux photons avec une efficacité de 80 %, ainsi qu'une conversion d'un photon en trois photons. En mettant en cascade deux de ces étages de multiplication et en ajoutant un amplificateur limité par le bruit quantique, il devrait être possible de distinguer des états à photon unique itinérant du vide, sans temps mort.
Université McGill
Détection des champs de fuite de nanofils magnétiques contrôlés par effet Hall de spin à l'aide de centres azote-lacune dans le diamant
Les spins individuels associés aux centres azote-lacune (NV) dans le diamant peuvent servir de capteurs de champ magnétique nanométriques d'une grande finesse, permettant (entre autres) la mesure des champs de fuite près de couches de YIG [1] et de Py [2] soumises à des couples de transfert de spin. Cette présentation offre un survol de nos plus récents efforts pour (i) fabriquer de façon fiable des nanofils Py/Pt de haute qualité sur un substrat de diamant monocristallin tout en préservant la performance des NV implantés à quelques dizaines de nanomètres sous la surface, (ii) élaborer un protocole bayésien pour l'estimation optimale de la relaxation de spin des NV et (iii) estimer les échelles de temps thermiques dans ces nanocircuits (et d'autres) tout en étalonnant le courant micro-onde appliqué. Si le temps le permet, j'aborderai aussi des mesures préliminaires (transport micro-onde et magnétométrie par NV) de modes d'ondes de spin excités et peuplés thermiquement, contrôlés par des couples de Hall de spin.
Stagiaire postdoctoral à l'Université d'Ottawa
Directrice : Anne Broadbent
Symétries, propriétés des graphes et accélérations quantiques
Aaronson et Ambainis (2009) et Chailloux (2018) ont montré que les fonctions (partielles) entièrement symétriques n'admettent pas d'accélérations quantiques exponentielles en nombre de requêtes. Cela soulève une question naturelle : à quel point une fonction doit-elle être symétrique pour ne plus pouvoir présenter une grande accélération quantique? Dans ces travaux, nous démontrons que les symétries d'hypergraphes dans le modèle de la matrice d'adjacence ne permettent au plus qu'une séparation polynomiale entre les complexités en requêtes randomisée et quantique. Nous montrons également que, fait remarquable, les groupes de permutations construits à partir de ces symétries sont essentiellement les seuls groupes de permutations qui empêchent les accélérations quantiques superpolynomiales. Nous le démontrons en caractérisant complètement les groupes de permutations primitifs qui permettent des accélérations quantiques superpolynomiales. En revanche, dans le modèle de la liste d'adjacence pour les graphes de degré borné (où la symétrie du graphe se manifeste différemment), nous présentons un problème de test de propriété qui présente une accélération quantique exponentielle. Ces résultats résolvent des questions ouvertes posées par Ambainis, Childs et Liu (2010) et par Montanaro et de Wolf (2013).
arxiv:2006.12760
(référence : affiche n° 1) Voir l'affiche et voir la vidéo
Doctorante à l'Université de Montréal
Directeur : Gilles Brassard
Des jeux de pseudo-télépathie aux ensembles de Kochen-Specker
On sait que, pour un jeu de pseudo-télépathie (PT) à 2 joueurs, la cardinalité minimale des entrées est de 3 x 3, la cardinalité minimale des sorties est de 2 x 3 et la dimension minimale de l'état intriqué partagé est de 3 x 3. On connaît certains jeux PT qui satisfont 2 de ces 3 conditions minimales (p. ex. le jeu de coloriage impossible), mais aucun jeu connu ne satisfait les 3 conditions simultanément. Existe-t-il un tel jeu PT « minimal »? En fait, cela revient à poser la question suivante : quelle est la taille du plus petit ensemble de Kochen-Specker (KS) en 3 dimensions? Ces ensembles de vecteurs fascinants montrent l'incompatibilité entre le réalisme et la non-contextualité en mécanique quantique. Wolf et Renner ont montré qu'il existe un lien intéressant entre les jeux PT et les ensembles KS. J'explorerai cette relation et j'expliquerai comment elle pourrait servir à démontrer l'existence (ou non) d'un jeu PT « minimal ».
(référence : affiche n° 2) Voir l'affiche et voir la vidéo
Doctorant à Polytechnique Montréal
Directeur : Denis Seletskiy
États thermiques conditionnés pour l'échantillonnage sous-cycle de champs quantiques
L'électrodynamique quantique dans le domaine temporel arrive à maturité avec de récentes démonstrations de sondage direct de champs quantiques femtosecondes. Dans les mises en œuvre expérimentales actuelles, le rapport signal sur bruit atteignable pour ces mesures faibles est ultimement limité par l'apparition de la rétroaction quantique. Nous proposons ici de contourner ce problème en exploitant des états non classiques de la lumière issus de la postsélection de sources intriquées brillantes, ce qui améliore considérablement les capacités de détection pour la métrologie à résolution de champ.
(référence : affiche n° 3) Voir l'affiche et voir la vidéo
Doctorant à l'Université McGill
Directeur : Bill Coish
Conversion adiabatique pour la lecture de qubits : formes d'impulsion optimales et déphasage
L'équilibre entre l'« adiabaticité » et le déphasage des schémas de conversion adiabatique peut être optimisé pour améliorer les performances. Nous proposons une construction explicite qui permet une conversion d'état optimale pour la lecture de qubits. En appliquant ce schéma au cas particulier des qubits de spin dans des boîtes quantiques, nous montrons qu'une lecture à un seul coup entièrement électrique de haute fidélité (supérieure à 99,9 %) est possible.
(référence : affiche n° 4) Voir l'affiche et voir la vidéo
Stagiaire au baccalauréat à l'Université McGill
Directeur : Kartiek Agarwal
Exploration de l'effet du bruit sur l'excitation (polyfractale) visant à créer de multiples symétries dans des systèmes quantiques à N corps
Les symétries (et leur brisure spontanée) peuvent servir à protéger et à engendrer de nouvelles phases quantiques et mener à des phénomènes collectifs intéressants. Dans [1], les auteurs ont décrit un protocole général de découplage dynamique (« polyfractal ») qui peut servir à concevoir dynamiquement de multiples symétries discrètes dans des systèmes à N corps. Les présents travaux prolongent [1] en étudiant l'effet du bruit sur un tel schéma dynamique. Pour rendre l'analyse abordable et les simulations numériques efficaces, nous insérons des erreurs selon le motif d'une séquence de substitution de Fibonacci. Nous constatons de manière générique que le schéma produit des symétries protégées jusqu'à des temps exponentiellement longs en fonction de l'inverse du taux d'erreur. Nous expliquons aussi comment de telles symétries peuvent être conçues pour protéger l'information quantique, ainsi que l'effet du bruit avec ce schéma. 1. K. Agarwal, I. Martin, Dynamical enhancement of symmetries in many-body systems, Phys Rev. Lett. 125, 080602 (2020)
(référence : affiche n° 5) Voir l'affiche et voir la vidéo
Doctorante à l'Université McGill
Directeur : Bill Coish
Spectroscopie non markovienne de qubits en électrodynamique quantique en cavité
Les modèles markoviens de la dynamique des qubits ne tiennent plus pour les qubits de charge couplés à un bruit en 1/f ni pour les qubits de spin couplés à des bains lents de spins nucléaires. Pour des qubits de spin ou de charge également couplés à une cavité, il peut être difficile d'extraire directement la dynamique de cohérence dans le domaine temporel, car les champs de contrôle alternatifs utilisés pour préparer et mesurer ces qubits risquent d'exciter le mode de la cavité. Nous présentons une façon d'extraire la dynamique de cohérence d'un qubit couplé à une cavité uniquement à partir de mesures en fonction de la fréquence de la réponse de la cavité en électrodynamique quantique (QED) en cavité. Contrairement à une approche plus standard fondée sur les équations du mouvement, nous ne faisons ni l'approximation de Markov ni l'approximation de couplage faible pour la dynamique qubit-bain. Grâce à cette approche, nous calculons la réponse spectroscopique d'un qubit de spin couplé à des spins nucléaires. Cette réponse présente des caractéristiques non lorentziennes prononcées, signes d'une dynamique non markovienne, découlant d'un mode collectif à plusieurs spins. Nous considérons aussi le cas d'un qubit couplé à un seul mode bosonique correspondant, par exemple, à un degré de liberté mécanique, à un phonon ou à un mode de cavité. Dans ce cas, le couplage fort donne lieu à des harmoniques supérieures dans le spectre de cohérence du qubit.
(référence : affiche n° 6) Voir l'affiche et voir la vidéo
Étudiant à la maîtrise à l'Université McGill
Directeur : Kartiek Agarwal
Réduction de l'hybridation des majoranas par excitation périodique
Concevoir des montages dans lesquels les modes zéro de Majorana aux extrémités de supraconducteurs topologiques unidimensionnels sont bien isolés, ce qui constitue l'essence de la protection topologique, demeure un défi constant. Des développements récents ont montré que l'excitation périodique d'un système peut induire dynamiquement des symétries que son équivalent statique ne possède pas [1]. Nous développons davantage le protocole original [2], dans lequel cette idée [1] est appliquée à un système composé d'une boîte quantique (QD) couplée à une chaîne de Kitaev hébergeant des majoranas imparfaits (qui se chevauchent). Nous simulons numériquement un protocole dynamique dans lequel un électron effectue des allers-retours entre la QD et la chaîne par une transition de Landau-Zener entraînée par un potentiel local périodique dans le temps appliqué à la QD. Nous démontrons que le protocole actuel réduit de plusieurs ordres de grandeur l'énergie d'hybridation non nulle qui découle des majoranas imparfaits.[1] K. Agarwal and I. Martin, Phys. Rev. Lett. 125, 080602 (2020)[2] I. Martin and K. Agarwal, arXiv preprint arXiv:2004.11385 (2020).
(référence : affiche n° 7) Voir l'affiche et voir la vidéo
Stagiaire au baccalauréat à l'Université McGill
Directeur : Bill Coish
L'utilisation de machines de Boltzmann restreintes pour modéliser un système quantique à N corps
Les systèmes quantiques à N corps sont difficiles à simuler sur le plan computationnel, puisque le nombre d'amplitudes nécessaires pour décrire un état quantique général croît de façon exponentielle avec le nombre de particules. Pour certains problèmes à N corps précis, des algorithmes d'apprentissage automatique se sont révélés efficaces pour réduire cette complexité. Nous étudions l'utilisation d'une machine de Boltzmann restreinte pour simuler plus efficacement le modèle du spin central. Ce modèle décrit l'interaction entre un spin central et de multiples spins de l'environnement. Il sert à décrire l'interaction hyperfine entre un spin électronique dans une boîte quantique et les spins nucléaires environnants. De plus, le modèle du spin central peut être mis en correspondance avec le modèle BCS de la supraconductivité. Si l'on trouve des méthodes de modélisation plus efficaces pour le modèle du spin central, elles pourraient également s'appliquer à des problèmes de supraconductivité hors équilibre.
(référence : affiche n° 8) Voir l'affiche et voir la vidéo
Doctorant à l'Université McGill
Directrice : Lilian Childress
Détection des champs de fuite de nanocircuits magnétiques à l'aide de défauts azote-lacune
Nous présentons nos plus récents efforts visant à utiliser un capteur de spin azote-lacune (NV) unique et optiquement actif (implanté dans un substrat de diamant monocristallin) pour mesurer le bruit thermique magnétique modifié par des couples de Hall de spin [1] dans un nanofil Py/Pt [2]. Dans cette affiche, nous présentons d'abord notre méthode soustractive de fabrication de nanocircuits magnétiques sur diamant, ainsi qu'une caractérisation initiale de nanofils Py(5 nm)/Pt(5 nm) fonctionnels. Nous obtenons de façon fiable des contacts d'une résistance de quelques ohms et d'un chevauchement de 200 nm à chaque extrémité du fil de 2 µm de long et de 400 nm de large, et nous observons une magnétorésistance anisotrope de 0,4 %. Fait important, nous observons que le procédé de structuration soustractive (usinage ionique avec masque) utilisé pour définir les dispositifs réduit d'un facteur d'environ 5 le contraste de résonance de spin des NV, mais qu'une exposition subséquente à un plasma d'oxygène ramène le contraste à son niveau nominal sans modifier le comportement du nanofil. Enfin, nous présentons nos progrès vers l'utilisation de mesures de transport pour estimer les échelles de temps thermiques dans ces systèmes (tout en étalonnant le courant RF dans le nanofil), ainsi qu'une lecture préliminaire par NV du bruit thermique magnétique contrôlé par transfert de spin.
[1] C. Du, T. van der Sar, et al., Science, 357, 195-198 (2017)
[2] A. Solyom, Z. Flansberry, et al., Nano Lett., 18, 6494-6499 (2018)