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Circuit intégré cryogénique pour l'adressage de bits quantiques en silicium H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2020-14291  

Description du poste

Domaine

Sciences pour l'ingénieur

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Circuit intégré cryogénique pour l'adressage de bits quantiques en silicium H/F

Sujet de stage

Etude d'architectures électroniques et conception de circuits intégrés pour la lecture de qubits en vue de réaliser un calculateur quantique

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Contexte
Les récentes avancées sur les bits quantiques (Qubits) de spin d’électron offrent des perspectives d’intégration massives de Qubits afin de former les briques de base du futur ordinateur quantique. La polarisation individuelle des boites quantiques, la manipulation sélective de certains spins et la lecture de l’ensemble de la matrice sont des enjeux actuels générant un rapprochement fertile entre la communauté des physiciens et des micro-électroniciens. Les verrous identifiés sont notamment la vitesse et la fidélité de la lecture, la mutualisation des connexions limitées dans les cryostats, et le budget de consommation réduit pour le système électronique de lecture. Afin de faire face à ces verrous, l’activité de recherche de notre groupe s’articule autour de la conception de l’électronique proche Qubit, ce qui est une étape indispensable afin de concevoir un cœur de calcul quantique composé de plusieurs milliers voir millions de Qubits.

Travail demandé
Ce stage s’inscrit dans la thématique de l’ingénierie quantique afin de proposer des architectures intégrées de lecture de bits quantiques. A l’aide de modèles compacts de Qubits et de dispositifs quantiques, le/la stagiaire participera à la conception (sous Cadence Virtuoso) en technologie 28nm d’une ou plusieurs fonctions au niveau transistors (Comparateurs, CAN, références bandgaps, mixeurs, oscillateurs harmoniques) permettant de lire et/ou manipuler le spin d’un électron à température cryogénique (4 Kelvins environ). Avec le support de l’équipe de micro-électroniciens du CEA-Léti, il/elle aura l’occasion d’explorer des architectures innovantes mêlant comportements quantiques et microélectronique mixte. Selon l’avancement du stage, des tests sur dispositifs quantiques pourront aussi être menées avec le support de la plateforme cryogénique de l’INAC et de l’institut Néel.

Les compétences développées seront les suivantes : physique quantique (10%), modélisation semi-conducteur à basse température (10%), électronique analogique et mixte CMOS (60%), caractérisations cryogéniques (20%).

Si vous êtes intéressé.e, merci d’envoyer votre CV et lettre de motivation à adrien.morel@cea.fr

Références
[1] M. Zurita, L. Le Guevel, G. Billiot, A. Morel, X. Jehl, A.G.M. Jansen, G. Pillonnet, « Cryogenic Current Steering DAC With Mitigated Variability », Solid-State Circuits Letters, in press.
[2] L. Le Guevel et al., « A 110mK 295µW 28nm FDSOI CMOS Quantum Integrated Circuit with a 2.8GHz Excitation and nA Current Sensing of an On-Chip Double Quantum Dot », ISSCC 2020, pp. 306-308, 2020.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Cadence Virtuoso / Bancs de tests à température ambiante et cryogénique / Matlab / Python

Profil du candidat

Etudiant.e en stage de fin d'études, de niveau Master 2 (université ou école d'ingénieur), avec des connaissances en conception de circuits intégrés analogiques/mixtes et en microélectronique. Des bases en physique des semi-conducteurs seraient un plus.

Localisation du poste

Site

Grenoble

Localisation du poste

France, Auvergne-Rhône-Alpes, Isère (38)

Ville

Grenoble

Critères candidat

Langues

Anglais (Courant)

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

01/03/2021