Routeur quantique basé sur un circuit hybride spin-supraconducteur // Developing a quantum router based on a hybrid spinsuperconducting circuit architecture

La QRAM est une mémoire quantique dans laquelle il est possible de lire ou d’écrire des informations quantiques dans une superposition
de cellules de mémoire. Un tel dispositif constitue un outil puissant pour la mise en œuvre d’une multitude d’algorithmes quantiques
et est considéré par beaucoup comme essentiel pour un futur ordinateur quantique. Sa réalisation s’est toutefois avérée
difficile en raison de la complexité liée à la mise en œuvre de l’adressage quantique de la mémoire
quantique. Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’un effort visant à utiliser des techniques récemment développées en matière de
détection de spin unique, de spectroscopie et de contrôle cohérent afin de mettre au point un routeur quantique, la cellule unitaire d’une
QRAM, en utilisant les spins électroniques et nucléaires à l’état solide. Ce travail de thèse consistera à mettre en œuvre
des schémas de portes CSWAP sur des défauts d’erbium dans du tungstate de calcium afin de réaliser une cellule unitaire de
QRAM à quatre qubits.
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A QRAM is a quantum memory in which one can read or write quantum information to a superposition
of memory cells. Such a device is powerful as a tool for implementing a plethora of quantum
algorithms and is regarded by many as essential for a future quantum computer. It has also proved
di&cult to realise due to the complexity of implementing the quantum addressing of quantum
storage. This PhD work takes part in an e,ort aimed at using recently developed techniques in single
spin detection, spectroscopy and coherent control to demonstrate a quantum router, the unit cell of a
QRAM, using electron and nuclear spins in the solid state. The PhD work will consist of implementing
CSWAP gates schemes on Erbium defects in calcium tungstate in order to demonstrate a four-qubit
QRAM unit cell.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Service de Physique de l’Etat Condensé
Laboratoire : Groupe Quantronique
Date de début souhaitée : 01-10-2026
Ecole doctorale : Physique en Île-de-France (EDPIF)
Directeur de thèse : FLURIN Emmanuel
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRAMIS/SPEC/GQ

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Service de Physique de l’Etat Condensé

Master de physique quantique