Détection optique à l'échelle nanoscopique de qubits de spin dans le diamant

 

Lilian Childress

Université McGill

 

Domaine : nature et interactions la matière

Programme établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2013-2014

Le centre coloré NV du diamant s'est récemment avérée être une plateforme prometteuse en science de l'information quantique. En combinant des états de spin de longue durée à la préparation et la détection optiques de spins, le centre NV présente une façon unique de contrôler un système quantique hautement cohérent dans un dispositif à semi-conducteur robuste fonctionnant dans les conditions ambiantes.

Le principal défi consiste à passer de la manipulation d'un défaut NV unique au contrôle de nombreux défauts interagissant entre eux. Si les spins basés sur les NVs peuvent interagir magnétiquement, leur espacement doit être si faible qu'ils ne peuvent être résolus optiquement même par excitation limitée par la diffraction. Le projet fera appel à l'imagerie sous-longueur d'ondes pour détecter sélectivement des centres NV séparées par des distances nanoscopiques et mettre au point des techniques novatrices de conservation de l'information encodée dans les spins environnants durant le processus de détection.

Mon programme de recherche à l'Université McGill est le seul au Québec qui soit axé sur le développement de spins basés sur des défauts pour des applications de traitement et de capture d'information quantique, avec des objectifs particuliers visant le jumelage de spins par l'entremise d'interactions optiques et magnétiques.

Le projet viendra complémenter ces efforts en produisant un outil versatile permettant de distinguer des défauts NV très rapprochés. Les résultats constitueront un pas important vers la réalisation d'architectures proposées de computation quantique dans le diamant à température ambiante.