Quantum dynamics of a DC-SQUID
Dynamique quantique d'un SQUID-DC
Résumé
A theoretical study that we went through predicted that a DC-SQUID, having a quality factor equals to 100 in its quantum macroscopic regime, permits one shot quantum measurement of the charge state of a qubit within an error of the order of 2%. This thesis work is then a study and an experimental development of a quantum measurement of a SQUID. We studied the escape dynamic from the zero voltage state of an inductif DC-SQUID as a function of flux and temperature. We showed up the macroscopic quantum regime and thermal activation regime, in the way of the escape of a fictive metastable particule from a bidimensionnal potential. The lifetime of the zero voltage state of a SQUID in its thermal activation regime was measured in the nano-seconde range using a flux pulses technique. Th euse of microwaves pulses permitted also to measure the plasma frequency of a SQUID using a resonante activation technique, and to measure a quality factor of the order of 100.
Une étude théorique que nous avons menée prédit qu'un SQUID-DC, ayant un facteur de qualité égal à 100 dans son régime d'effet tunnel macroscopique, permet une mesure quantique en un coup l'état de charge d'un qubit avec une erreur de l'ordre de 2%. Ce travail de thèse s'inscrit donc dans l'étude et le développement expérimental d'un système de mesure quantIque d'un SQUID. Nous avons étudié la dynamique d'échappement de l'état de tension nulle d'un SQUID-DC inductif en fonction du flux et de la température. Nous avons mis en évidence le régime d'effet tunnel macroscopique et d'activation thermique, dans le cadre de l'échappement d'une particule fictive métastable d'un potentiel bi-dimensionnel. Le temps de vie de l'état de tension nulle d'un SQUID dans son régime d'activation thermique a été mesuré dans la gamme des nano-secondes grâce à une technique d'impulsions en flux. L'utilisation d'impulsions micro-ondes a également permis de mesurer la fréquence plasma d'un SQUID par une technique d'activation résonante, et de mesurer un facteur de qualité de l'ordre de 100.