Samuel Boutin : soutenance de thèse

Samuel Boutin Soutenance de thèse: Titre : Ingénierie optimale et signatures micro-ondes de modes de Majorana en physique mésoscopique Résumé: L'informatique quantique topologique vise à tirer profit des propriétés exotiques des phases topologiques de la matière afin d'effectuer du calcul quantique intrinsèquement robuste aux erreurs. Au coeur de l'effort de recherche actuel tant théorique qu'expérimental est le mode de Majorana. Difficilement accessibles dans la nature, des modes de Majorana peuvent toutefois être obtenus par l'ingénierie d'un dispositif mésoscopique alliant matériaux semiconducteurs et supraconducteurs. En choisissant les bons ingrédients, il est alors possible de créer des modes de Majorana aux extrémités de nanofils hybrides formant un circuit supraconducteur topologique. Séparée en deux volets, cette thèse s'attaque à différents problèmes reliés à l'ingénierie et à la caractérisation de modes de Majorana dans un système mésoscopique. Un premier volet de cette thèse vise à faciliter l'ingénierie de systèmes physiques permettant l'émergence de modes de Majorana robustes. Pour ce faire, on développe une nouvelle méthode numérique efficace inspirée par le domaine du contrôle optimal et visant l'optimisation du profil spatial de paramètres. L'algorithme développé est appliqué à l'optimisation de réseaux de microaimants permettant l'ingénierie de modes de Majorana dans des semiconducteurs à faible couplage spin-orbite comme le silicium. Le second volet de cette thèse étudie les signatures micro-ondes de jonctions Josephson abritant des excitations topologiques. D'une part, on considère l'effet des interactions coulombiennes sur une jonction Josephson abritant des modes de Majorana et couplé à une cavité micro-onde. D'autre part, on s'intéresse à l'effet de la transition de phase topologique d'une jonction Josephson sur la dynamique d'un circuit supraconducteur.