Inductances pour la réflectométrie quantique

Publié le : 28 juin 2020

L’ordinateur quantique est aujourd’hui un axe fort de recherche au CEA-LETI et dans de nombreux instituts et entreprises à travers le monde. La réflectométrie est une des grandes pistes envisagée pour la lecture des Qubits, composants de base du futur calculateur quantique. Les techniques de réflectométrie et de multiplexage fréquentiel permettant d’adresser la lecture de nombreux Qubits en parallèle nécessitent l’utilisation de résonateurs qu’il faut positionner au plus proche de la puce quantique. Les premières démonstrations effectuées avec des inductances discrètes ont montré des limitations en termes de taille et de couplage pour le multiplexage.

Les technologies collectives d’intégration de composants passifs maitrisées au CEA-LETI peuvent répondre à ces contraintes dimensionnelles. En particulier, le CEA-LETI se positionne au meilleur niveau de l’état de l’art mondial dans l’intégration des inductances magnétiques sur silicium, avec des densités record (>3 000 nH/mm²). Une première mesure a déjà permis de valider le fonctionnement de la technologie magnétique à très basse température. La densité d’intégration, pouvant encore être augmentée avec l’utilisation de procédés mieux adaptés aux températures cryogéniques, devra nous permettre de démontrer la faisabilité d’un interposer inductif dédié à la lecture des Qubits par multiplexage massif.

L’étudiant procédera à la caractérisation RF fine à température cryogénique des inductances magnétiques existantes et analysera les résultats obtenus pour décrire le comportement électrique et magnétique des composants. L’analyse bibliographique et les études déjà réalisées lui permettront de définir un nouvel empilement technologique combinant les avantages des matériaux magnétiques et des supraconducteurs pour réaliser des inductances RF compactes à fort coefficient de qualité. Sur cette base, il proposera des designs adaptés et préparera la réalisation d’un interposer inductif pour la réflectométrie quantique.

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