Le projet Quantum Silicon Grenoble, incluant le CEA-LETI, CEA-IRIG et l’Institut Néel, vise à réaliser un ordinateur quantique à base de bits quantiques (qubits) en silicium. Les conditions de fonctionnement des qubits (températures cryogéniques ≤ 1K, hautes fréquences de l’ordre du GHz, forte densité de signaux) nécessitent le développement de composants et de briques technologiques adaptés. En particulier, des champs magnétiques hautes fréquences localisés permettent de contrôler l’état de spin des qubits. Le passage à grande échelle (plus de 1 000 qubits) de cette technique de manipulation représente un véritable challenge technologique.

En vous appuyant sur l’état de l’art (nano antennes, résonateurs, cavités RF…) et les mesures cryogéniques des composants déjà réalisés, vous devrez faire ressortir les avantages et les inconvénients des différentes techniques de contrôle. Les réseaux matriciels, envisagés pour le design de systèmes à 1 000 qubits, seront particulièrement étudiés. La modélisation analytique et les simulations RF vous permettront de prendre en compte les paramètres liés à la fabrication et au fonctionnement des qubits sur silicium. Vous dégagerez les configurations les plus pertinentes pour le passage à l’échelle et vous participerez au choix de l’architecture optimale pour générer des champs magnétiques maîtrisés et manipuler de très nombreux qubits. En collaboration avec les équipes d’intégration technologique, de simulation et de conception, de nouveaux développements technologiques et différents designs pourront être proposés pour mettre à profit les procédés disponibles (assemblages 3D, matériaux supraconducteurs…) et aboutir à la réalisation d’une preuve de concept pour le contrôle de qubits.