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29 septembre 2021

Portrait de PhD: Jean Olivier Simoneau

Jean Olivier Simoneau

Photo : Fournie

Curieux de nature, attiré par le monde de l’informatique et celui de la science, Jean Olivier en développe un intérêt marqué au point de décider d’opter pour la physique pour poursuivre ses études à l’université.

Il parcourt donc la distance qui le sépare de son Abitibi natale en choisissant l’Université de Sherbrooke. Pourquoi ce choix? « Un professeur au cégep, Jérémie Belzil, diplômé de Sherbrooke en physique m’a parlé de la possibilité de faire des stages et ­étant originaire de l’Abitibi, j’étais attiré par la proximité de la nature. Ces deux éléments m’ont convaincu », explique le PhD.

Au cours de ses premiers trimestres d’études, Jean Olivier a travaillé avec le Pr Denis Morris en optique pour fabriquer des antennes térahertz, puis avec le Pr Bertrand Reulet sur un amplificateur de bruit. C’est aussi ce dernier qui le guidera vers un dernier stage, cette fois-ci en France, surtout consacré à la nanofabrication d’échantillons.

La maîtrise

Sans hésitation, le chercheur a sauté sur l’occasion de poursuivre ses projets à la maîtrise avec Bertrand Reulet.

« Dans le groupe de Bertrand, on s’intéresse au bruit, aux fluctuations électroniques. C’est souvent quelque chose que les gens souhaitent éliminer parce que ça masque le signal qu’ils veulent voir, mais le bruit est fondamental. Gabriel Gasse, qui a étudié à la maîtrise dans le groupe de Bertrand, a démontré une signature de squeezing, qui permet d’écraser le bruit et de descendre plus bas que la limite quantique. Ce phénomène est relié, en optique, à l’émission de paires de photons intriqués. En faisant certaines mesures de fluctuations des électrons, on peut extraire la même statistique de photons. Ces quantités sont reliés parce qu’un photon est une fluctuation du champ électromagnétique et que le bruit électronique est aussi associé à de telles fluctuations. J’ai donc mesuré la statistique des photons micro-ondes émis par une jonction tunnel qui fait du squeezing, et qui devrait donc émettre des paires. On observe effectivement la signature des paires au sein de la statistique de photons obtenue par cette méthode. »

L’optique quantique

Avec à l’esprit ce point de vue sur les fluctuations électroniques, Jean Olivier est passé au doctorat en se concentrant sur un échantillon utilisé à la maîtrise, un amplificateur paramétrique Josephson. Le chercheur a démontré avec cette approche que la statistique des photons émisent par cet échantillon était bien celle attendue, en plus de mettre en lumière l’impact du schéma de detection sur les résultats obtenus. Cette recherche a récemment été soumise pour une publication.

« Le changement d’échantillon a amené un gros travail de calibration. Au doctorat, on a utilisé directement un amplificateur paramétrique Josephson, un amplificateur qui est à la limite quantique et qui peut amplifier aussi bien que la physique le permet. »

Les jonctions tunnel

Le second projet de Jean Olivier s’intéresse aux jonctions tunnel. Deux morceaux de métal séparés par un oxyde (isolant) sur lesquels les électrons sautent d’une tige à l’autre par effet tunnel. Il faut placer cet échantillon à une température très basse pour observer les phénomènes quantiques.

« L’échelle d’énergie de la fréquence doit être plus grand que celle de la température. On prend ensuite la mesure pour une fréquence donnée. Nous avons eu accès à de l’équipement qui a permis de mesurer en très large bande des points de voltage dans le temps à raison de 32 milliards de fois par seconde et avoir accès directement à la trace. Tous ces points nous permettent d’extraire beaucoup d’information, dont l’autocorrélation. L’équipement permettait de synchroniser l’excitation, ce qui nous a permis d’obtenir des corrélations résolues en phase. Nous avons élaboré un montage simple qui fournissait une quantité phénoménale de données et d’information. »

La gestion d’une telle quantité de données n’a pas nécessairement constitué un obstacle pour Jean Olivier, il s’agissait en fait d’une grande source de motivation. Sa passion pour l’informatique l’a bien servi, et il s’est attaqué au défi de la programmation pour le traitement des données.

Tâches connexes

Durant son parcours, Jean Olivier a également donné plusieurs charges d’exercices ainsi que des laboratoires, notamment en mécanique classique, ainsi que quelques travaux pratiques avancés. Il s’est aussi souvent transformé en guide pour les personnes intéressées à visiter le laboratoire du Pr Reulet. Il a également enseigné le cours de Physique quantique pour ingénieur à la Faculté de génie avec son collègue Édouard Pinsolle.

Pr Reulet a grandement apprécié la contribution de Jean Olivier : « Jean Olivier est un être dévoué qui aime partager sa passion, que ce soit avec des collègues, des étudiants ou quiconque se présente à lui. C’était un privilège et un grand plaisir que de l’avoir dans mon groupe. Mainte fois il a partagé avec nous ses connaissances en physique, informatique aussi bien qu’en cuisine ! De la part de tout le groupe, merci JO! »

Amorcer sa carrière dans l’industrie

Son parcours universitaire terminé, Jean Olivier avoue ne pas s’être projeté dans des objectifs de recherche ou d’enseignement. Au contraire, il préfère profiter des possibilités qui s’offrent à lui dans le moment, c’est pourquoi il a joint les rangs de la jeune entreprise Nord Quantique depuis d’octobre 2020.

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