GROUPE CIRCUIT QUANTIQUES

Ecole Normale Supérieure de Lyon

Notre groupe de recherche explore la physique de l'information dans des dispositifs quantiques que nous concevons, réalisons et mesurons. Ces objets peuvent être vus comme des machines quantiques traitant de l'information. Contrairement aux dispositifs ordinaires, dans lesquels la mécanique quantique n'entre qu'au niveau des électrons individuels, c'est au niveau des signaux que les degrés de liberté de ces machines obéissent aux lois de la mécanique quantique.
Nous nous intéressons actuellement à l'amplification de signaux quantiques, aux manifestations des fluctuations de point zero dans les circuits, aux trajectoires et à la rétroaction quantiques, à la thermodynamique de l'information quantique, aux tests expérimentaux de possibles déviations à la théorie quantique, à l'optique quantique microonde et à la mesure quantique.
Le groupe Circuits Quantiques a été fondé en 2016 quand Benjamin Huard est devenu professeur de l'Ecole Normale Supérieure of Lyon, quittant ainsi le CNRS et le groupe Electronique Quantique qu'il avait co-fondé en 2008 avec Michel Devoret au Laboratoire Pierre Aigrain de l'Ecole Normale Supérieure de Paris.



Nous cherchons à recruter des post-docs ! Contacter si intéressé.


MEMBRES

PERMANENTS

Benjamin Huard

Ancien élève de l'Ecole Normale Supérieure de Paris, Benjamin Huard a fait sa thèse dans le groupe Quantronique du CEA Saclay (France) sous la direction d'Hugues Pothier. Il y a réalisé des expériences visant à comprendre le comportement des électrons dans les conducteurs mésocopiques métalliques et supraconducteurs. En 2006, il a rejoint le groupe de David Goldhaber-Gordon à l'université de Stanford (USA) en tant que post-doctorant. Il y a été le premier à mettre en évidence l'effet tunnel de Klein dans le graphène. En 2008, recruté au CNRS, il a co-fondé le groupe Electronique Quantique au Laboratoire Pierre Aigrain de l'Ecole Normale Supérieure (Paris, France) avec Michel Devoret. Il a reçu le prix Saint-Gobain de la Société Française de Physique en 2006 et devint maître de conférence associé à l'Ecole Normale Supérieure Paris en 2014. Il est depuis 2016 professeur à l'Ecole Normale Supérieure de Lyon où il a fondé le groupe Circuits Quantiques. Liste de publications

ETUDIANTS ET POSTDOCS

Nathanaël Cottet

Nathanaël Cottet

En thèse depuis 2015

Il travaille sur la réalisation de machines thermiques dans le régime quantique basées sur les circuits supraconducteurs. Il a travaillé sur de nouveaux types de mesures utilisant les qubits "fluxonium" dans le groupe de Vladimir Manucharyan du JQI dans le Maryland (USA) en 2016-2017. Il est dans l'équipe à Lyon depuis l'automne 2017.

Quentin Ficheux

Quentin Ficheux

En thèse depuis 2015

Il travaille sur l'action en retour de la mesure quantique en circuit QED. Après avoir commencé à Paris, il poursuit sa thèse à Lyon depuis 2017.

Sébastien Jezouin

Théau Peronnin

En thèse depuis 2016

Il développe des protocoles d'information quantique basés sur des réseaux quantiques de circuits supraconducteurs. Après avoir commencé à Paris, il poursuit sa thèse à Lyon depuis 2017.

Jeremy Stevens

Jeremy Stevens

En thèse depuis 2017

Il développe en particulier des résonateurs micro-ondes avec des matériaux supraconducteurs variés.

Antoine Essig

Antoine Essig

En thèse depuis 2018

Il réalise des expériences sur l'action en retour de la mesure de fluorescence et sur la protection topologique de grandeurs physiques inédites.

EQUIPE QUANTIC

Nous collaborons de manière rapporchée avec l'équipe Quantic qui a été fondée en 2015 et dont nous étions membres officiels avant de fonder l'équipe à l'ENS Lyon. Quantic est une équipe projet d'Inria Paris en collaboration avec Mines ParisTech et l'Ecole Normale Supérieure de Paris. Les membres permanents de l'équipe sont listés ici.

Anciens membres du groupe

Danijela Marković

Danijela a fait sa thèse entre 2014 et 2017.

Zaki Leghtas

Zaki Leghtas a travaillé dans le groupe Electronique Quantique entre 2015 et 2017 en tant que chercheur à Mines ParisTech. Il fait maintenant partie de l'équipe Hybrid Quantum Circuits à l'ENS Paris.

Raphaël Lescanne

Raphaël a fait la première partie de sa thèse entre 2016 et 2017 dans le groupe et continue sous la direction de Zaki Leghtas à l'ENS Paris.

Sébastien Jezouin

Sébastien était post-doc pendant 2 ans et demi de 2015 à 2017. Maintenant, postdoc à l'Institut Quantique - Université de Sherbrooke au Canada.

Landry Bretheau

Landry était post-doc pendant 2 ans de 2013 à 2015. Maintenant, enseignant-chercheur à l'Ecole Polytechnique.

Vladimir Manucharyan

Vlad était un visiteur pendant quelques mois en 2013. Il est maintenant professeur au Joint Quantum Institute - University of Maryland.

Jean-Damien Pillet

Jean-Damien était post-doc pendant 1 an en 2012. Maintenant, enseignant-chercheur à l'Ecole Polytechnique.

François Mallet

Francois Mallet a travaillé dans le groupe Electronique Quantique entre 2011 et 2016 en tant que maître de conférence de l'université Pierre et Marie Curie. Il fait maintenant partie de l'équipe Hybrid Quantum Circuits à l'ENS Paris.

Philippe Campagne

Philippe a fait sa thèse entre 2011 et 2015. Maintenant post-doc dans le Qulab group de Yale University.

Emmanuel Flurin

Emmanuel a fait sa thèse de 2011 à 2014. Maintenant post-doc dans le groupe Optomechanics and Quantum measurements de l'ENS Paris.

Nicolas Roch

Nicolas était post-doc pendant 3 ans de 2010 à 2012. Maintenant chercheur CNRS à l'Institut Néel de Grenoble, France.

François Nguyen

François était post-doc pendant 1 an entre 2008 et 2009.

Michel Devoret

Michel H. Devoret, professeur à Yale University depuis 2002, a été animé la Chaire de Physique Mesoscopique au Collège de France à Paris, où il a enseigné de 2007 à 2012. Il a fondé le groupe Electronique Quantique avec Benjamin Huard en 2008 et a travaillé dans le groupe pendant la durée de sa Chaire. Site web

Stagiaires

Marco Fellous Asiani (2017)

Charles Babin (2017)

Théau Peronnin (2015)

Pierre Heidmann (2014)

Cyprien Poirier (2014)

Yael Gagnepain (2013)

Jules Denier (2012)

Lauriane Contamin (2012)

Nathanael Cottet (2012)

Lola El Sahmarany (2010)

Florent Baboux (2010)

Elisabeth Bonnefoy (2010)

PUBLICATIONS

PREPRINTS

Dynamics of an off-resonantly pumped superconducting qubit in a cavity R. Lescanne, L. Verney, Q. Ficheux, M. H. Devoret, B. Huard, M. Mirrahimi and Z. Leghtas, arXiv:1805.05198

Maxwell's demon in superconducting circuits N. Cottet and B. Huard, arXiv:1805.01224 to appear as a chapter of the book 'Thermodynamics in the quantum regime - Recent Progress and Outlook' edited by Felix Binder, Luis Correa, Christian Gogolin, Janet Anders and Gerardo Adesso

Demonstration of an effective ultrastrong coupling between two oscillators D. Marković, S. Jezouin, Q. Ficheux, S. Fedortchenko, S. Felicetti, T. Coudreau, P. Milman, Z. Leghtas and B. Huard, arXiv:1804.08705

ARTICLES

Dynamics of a qubit while simultaneously monitoring its relaxation and dephasing Q. Ficheux, S. Jezouin, Z. Leghtas and B. Huard (2018), Nat. Comm. 9, 1926 (supplementary information). Click on the video to access all experimental videos.

Observing a quantum Maxwell demon at work N. Cottet, S. Jezouin, L. Bretheau, P. Campagne-Ibarcq, Q. Ficheux, J. Anders, A. Auffèves, R. Azouit, P. Rouchon and B. Huard (2017), PNAS 114, 7561 (open access PDF)

Extracting work from quantum measurement in Maxwell demon engines C. Elouard, D. Herrera-Marti, B. Huard, A. Auffèves (2017), Phys. Rev. Lett. 118, 260603 (open access PDF)

Quantum simulation of ultrastrongly coupled bosonic modes using superconducting circuits S. Fedortchenko, S. Felicetti, D. Marković, S. Jezouin, A. Keller, T. Coudreau, B. Huard, and P. Milman (2017), Phys. Rev. A 95, 042313 (open access PDF)

Using Spontaneous Emission of a Qubit as a Resource for Feedback Control P. Campagne-Ibarcq, S. Jezouin, N. Cottet, P. Six, L. Bretheau, F. Mallet, A. Sarlette, P. Rouchon, and B. Huard (2016), Phys. Rev. Lett. 117, 060502 (open access PDF, supplementary information)

Observing quantum state diffusion by heterodyne detection of fluorescence P. Campagne-Ibarcq, P. Six, L. Bretheau, A. Sarlette, M. Mirrahimi, P. Rouchon, and B. Huard (2016), Phys. Rev. X 6, 011002 (PDF en libre accès, information supplémentaire)

Anatomy of Fluorescence: Quantum trajectory statistics from continuously measuring spontaneous emission A.N. Jordan, A. Chantasri, P. Rouchon and B. Huard (2016), Quantum Stud.: Math. Found. 3: 237. (PDF en libre accès)

Quantum state tomography with measurement imperfections and decoherence P. Six, P. Campagne-Ibarcq, I. Dotsenko, A. Sarlette, B. Huard, and P. Rouchon (2016), Phys. Rev. A 93, 012109 (PDF en libre accès)

Parameter estimation from measurements along quantum trajectories P. Six, P. Campagne-Ibarcq, L. Bretheau, B. Huard, and P. Rouchon (2015), 54th IEEE Conference on Decision and Control

Les microprocesseurs du futur B. Huard (2015), La Recherche 501, 62

Optimal design for the Josephson mixer J.-D. Pillet, E. Flurin, F. Mallet, and B. Huard (2015), Applied Physics Letters 106, 222603 (PDF en libre accès, information supplémentaire)

Quantum dynamics of an electromagnetic mode that cannot contain N photons L. Bretheau, P. Campagne-Ibarcq, E. Flurin, F. Mallet, and B. Huard (2015), Science, 348, 776 (PDF en libre accès, information supplémentaire, mentionné dans Arstechnica et Phys.org)

Superconducting quantum node for entanglement and storage of microwave radiation E. Flurin, N. Roch, J.-D. Pillet, F. Mallet and B. Huard (2015), Phys. Rev. Lett. 114, 090503 (PDF en libre accès, information supplémentaire)

Observing interferences between past and future quantum states in resonance fluorescence P. Campagne-Ibarcq, L. Bretheau, E. Flurin, A. Auffèves, F. Mallet and B. Huard (2014), Phys. Rev. Lett. 112, 180402 (PDF en libre accès, information supplémentaire)

Stabilizing the trajectory of a superconducting qubit by projective measurement feedback P. Campagne-Ibarcq, E. Flurin, N. Roch, D. Darson, P. Morfin, M. Mirrahimi, M. H. Devoret, F. Mallet and B. Huard (2013), Phys. Rev. X 3, 021008 (PDF en libre accès, information supplémentaire)

Widely tunable, non-degenerate three-wave mixing microwave device operating near the quantum limitN. Roch, E. Flurin, F. Nguyen, P. Morfin, P. Campagne-Ibarcq, M. H. Devoret and B. Huard (2012), Phys. Rev. Lett. 108, 147701 (PDF en libre accès, information supplémentaire)


Generating Entangled Microwave Radiation Over Two Transmission Lines E. Flurin, N. Roch, F. Mallet, M. H. Devoret and B. Huard (2012), Phys. Rev. Lett. 109, 183901 (PDF en libre accès,information supplémentaire, Viewpoint in Physics )

Strong measurement and quantum feedback for persistent Rabi oscillations in circuit QED experiments M. Mirrahimi, B. Huard, and M. H. Devoret, Decision and Control (CDC), 2012 IEEE 51st Annual Conference on (PDF en libre accès)

THESES

Measurement backaction and feedback in superconducting circuits P. Campagne-Ibarcq, PhD thesis, Ecole Normale Supérieure Paris (2015)

Josephson mixer, swiss army knife for microwave quantum optics E. Flurin, PhD thesis, Ecole Normale Supérieure Paris (2014)

Quantum information with superconducting circuits B. Huard, Habilitation thesis, Ecole Normale Supérieure Paris (2014)

LIVRES EDITES

Quantum microwaves Edited by B. Huard, F. Portier and M. Hofheinz (2016), Comptes Rendus Physique 17, 679-804. (Avant-propos)

Quantum Machines: Measurement and Control of Engineered Quantum Systems Lecture Notes of the Les Houches Summer School: Volume 96, July 2011 Edited by M. Devoret, B. Huard, R. Schoelkopf, and L. F. Cugliandolo (2014), Oxford University Press

CONTACT

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