Amplificateurs quantiques à très larges bandes passantes
L’appel à projets de l’IQ est une occasion de collaborer et de partager des expertises tout en donnant une grande indépendance aux chercheurs. Sébastien Jézouin et Udson Mendes, stagiaires postdoctoraux à l’IQ, ont saisi la balle au bond et ont soumis un projet pour la réalisation d’un amplificateur quantique.
Pour survivre à la température ambiante et contribuer à la transmission efficace de l’information quantique, un signal aussi faible qu’un unique photon doit nécessairement être augmenté par un amplificateur. Il existe présentement beaucoup d’amplificateurs qui fonctionnent très bien, mais dont la bande passante est étroite, ils amplifient des signaux sur des plages de fréquences réduites, ce qui n’est pas optimal. Il n’existe que de très rares exemples d’amplificateur efficace sur une très large bande passante; ils sont cependant difficiles à réaliser en raison de la complexité des prouesses techniques qu’il faut déployer pour les fabriquer.
Les deux chercheurs ont allié leurs expertises pour concevoir un amplificateur limité quantiquement, doté d’une bande passante de plusieurs GHz, tout en ayant une architecture relativement simple. Ils ont consacré la première portion du projet à élaborer les scénarios de conception et à trouver des solutions aux problèmes expérimentaux engendrés par les contraintes théoriques. Sébastien Jézouin, l’expérimentateur, et Udson Cabral, le théoricien, ont pleinement profiter de l’occasion de se côtoyer au quotidien pour faire progresser le projet.
Ce projet a également permis aux deux chercheurs d’explorer l’univers de la propriété intellectuelle, appuyés dans leur démarche par l’IQ.
Le résultat : avec une largeur de bande de 3-dB atteignant 4,3 GHz, ils ont démontré un gain de 20 dB, ce qui correspond au genre de performances qui étaient prévues au départ. Le tout a fait l’objet d’une publication dans Physical Review Applied.
Parametric amplification and squeezing with an ac- and dc-voltage biased superconducting junction