Un article dans Nature pour Clément Godfrin

Clément Godfrin est stagiaire postdoctoral à l’IQ sous la direction de la Pre Eva Dupont-Ferrier et du Pr Michel Pioro-Ladrière. Son parcours scolaire débute à Brest en France d’où il est originaire, pour ensuite s’orienter vers Paris pour des études de maîtrise, puis Grenoble pour le doctorat à l’Institut Néel.

 À l’IQ il se concentre sur les spins dans des structures à base de silicium, plus précisément sur l’interaction entre ces spins et les photons, pour réaliser des protocoles d’informations quantiques.De façon plus générale, il s’enthousiasme à l’idée de réaliser des expériences basées sur les théories de précurseurs comme Einstein, Schrödinger ou Planck: « Grâce aux développements des techniques expérimentales (cryogénie, nano-fabrication, électronique…) il nous est maintenant possible de réaliser des systèmes qui ressemblent fortement aux expériences de pensée imaginée par les pères fondateurs de la mécanique quantique il y a maintenant plus de cent ans. J’aime réaliser ces expériences dites « toy model » qui font intervenir un très petit nombre de constituants (atome, photon…) et permettent ainsi d’avoir une compréhension approfondie des mécanismes fondamentaux de la mécanique quantique. »

Publication dans Nature

L’Institut quantique accueille annuellement une dizaine de stagiaires postdoctoraux, comme Clément, qui viennent de partout dans le monde. Ce qui les a amené à collaborer avec d’autres équipes de recherche dans le cadre des études supérieures.

C’est donc comme membre d’une équipe de recherche de l’Institut Néel, que Clément a contribué à une recherche que Naturevient de diffuser et pour laquelle il est le premier auteur : Generalized Ramsey interferometry explored with a single nuclear spin qudit.Il nous en trace les grandes lignes : « La publication est en lien avec mon travail de thèse. J’ai eu la chance de travailler sur un sujet qui a été développé par l’équipe de Franck Balestro et Wolfgang Wernsdorfer depuis plus de dix ans à l’institut Néel de Grenoble : le transistor à molécule magnétique. Grâce à des mesures de transport quantique à travers une molécule unique de TbPc2, sous champs et à très basse température, il nous est possible de lire et de manipuler le spin du noyau d’un atome de Terbium. Ce spin nucléaire unique, fortement isolé de son environnement, conserve ses propriétés quantiques sur des durées de l’ordre de la seconde. Il forme un système à quatre niveaux, véritable banc d’essai pour sonder les propriétés de la mécanique quantique. Parmi ces propriétés fascinantes, la superposition d’état et les interférences de phase sont deux mécanismes fondamentaux dont découle les promesses de la puissance du calcul quantique.  Dans cette dernière publication nous avons sondé ces propriétés en appliquant des protocoles d’interférences faisant intervenir les phases des quatre états du spin nucléaire. Cela nous a permis entre autres de mesurer directement la phase d’une porte quantique et le temps de cohérence d’une superposition de trois états.  C’est la première fois qu’on démontre un tel degré de contrôle d’un spin nucléaire unique multi-niveau. Maintenant la communauté cherche à mettre plusieurs de ces systèmes les uns à côté des autres et de les faire interagir de façon à implémenter des protocoles quantiques toujours plus complexes. La prochaine étape sera donc de coupler ce spin à d’autres spins, en utilisant par exemple des molécules procédant plusieurs centres magnétiques, ou à des photons en utilisant des systèmes à base de supraconducteurs.»

Pourquoi choisir Sherbrooke

Clément nous explique qu’une combinaison de plusieurs éléments l’ont mené à choisir l’Institut quantique. Le premier contact avec Sherbrooke se fait il y a sept ans par l’entremise d’un stage dans le groupe de Michel Pioro-Ladrière. Dès cette première visite, Clément y décèle une ambiance de travail qui lui plaît, tout en précisant qu’il s’agit là d’une dimension importante en recherche. Plus tard, lors d’une visite à l’Institut quantique, il fait plus ample connaissance avec l’équipe, dont le savoir-faire et les compétences en physique quantique l’impressionnent. « Après un doctorat, il est primordial de trouver un lieu dynamique dans lequel on peut bénéficier d’une grande liberté, c’est ce que j’ai trouvé ici. » précise-t-il. L’amateur de plein air a trouvé dans les grands espaces de la nature québécoise le dernier argument qui l’a convaincu de s’établir en sol estrien.

Ensuite ?

A la question quelles sont tes intentions professionnelles après ton séjour à l’IQ, Clément répond sans hésitations : « J’aimerais poursuivre dans le milieu de la recherche. Je pense donc faire un autre stage postdoctoral afin de continuer à apprendre des techniques expérimentales permettant de sonder et jouer plus efficacement avec les systèmes quantiques. Beaucoup d’équipes dans le monde travaillent en ce moment sur des systèmes liant spin et circuit supraconducteur, j’aimerais poursuivre dans cette voie. »

D’ici là, Clément aura sans doute l’occasion de contribuer à d’autres publications.