Towards hybrid circuit quantum electrodynamics with quantum dots

Jérémie J. Viennot; Matthieu R. Delbecq; Laure E. Bruhat; Matthieu C. Dartiailh; Matthieu M. Desjardins; Matthieu Baillergeau; Audrey Cottet; Takis Kontos

doi:10.1016/j.crhy.2016.07.008

Towards hybrid circuit quantum electrodynamics with quantum dots
[Vers une électrodynamique quantique en cavité sur puce avec des boîtes quantiques]

Jérémie J. Viennot ¹ ; Matthieu R. Delbecq ¹ ; Laure E. Bruhat ¹ ; Matthieu C. Dartiailh ¹ ; Matthieu M. Desjardins ¹ ; Matthieu Baillergeau ¹ ; Audrey Cottet ¹ ; Takis Kontos ¹

¹ Laboratoire Pierre-Aigrain, École normale supérieure – PSL Research University, CNRS, Université Pierre-et-Marie-Curie – Sorbonne Universités, Université Paris-Diderot – Sorbonne Paris Cité, 24, rue Lhomond, 75231 Paris cedex 05, France

Comptes Rendus. Physique, Quantum microwaves / Micro-ondes quantiques, Volume 17 (2016) no. 7, pp. 705-717.

Résumé
Abstract

L'électrodynamique quantique en cavité permet d'étudier l'interaction lumière–matière au niveau le plus fondamental. Les méthodes développées dans ce domaine permettent de sonder des systèmes quantiques modèles, comme les atomes ou les bits quantiques supraconducteurs, avec une précision inégalée. Ces succès ont motivé un effort pour étendre ces techniques à d'autres systèmes quantiques, notamment aux circuits hybrides à base de boîtes quantiques. Le couplage de cavités micro-ondes à de tels systèmes pourrait déboucher sur des caractérisations non invasives des boîtes quantiques, sur la réalisation de bits quantiques de spin à grande échelle, ou sur l'élaboration d'une plateforme de simulation quantique de systèmes spin–bosons en matière condensée. Nous présentons dans ce court article de revue un état de l'art expérimental, et introduisons une description théorique simple des systèmes hybrides à base de boîtes quantiques développés pour l'électrodynamique en cavité.

Cavity quantum electrodynamics allows one to study the interaction between light and matter at the most elementary level. The methods developed in this field have taught us how to probe and manipulate individual quantum systems like atoms and superconducting quantum bits with an exquisite accuracy. There is now a strong effort to extend further these methods to other quantum systems, and in particular hybrid quantum dot circuits. This could turn out to be instrumental for a noninvasive study of quantum dot circuits and a realization of scalable spin quantum bit architectures. It could also provide an interesting platform for quantum simulation of simple fermion–boson condensed matter systems. In this short review, we discuss the experimental state of the art for hybrid circuit quantum electrodynamics with quantum dots, and we present a simple theoretical modeling of experiments.

Publié le : 2016-08-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2016.07.008

Keywords: Circuit QED, Quantum dots, Quantum transport
Mots-clés : Électrodynamique quantique des circuits, Boîtes quantiques, Transport électrique quantique

Affiliations des auteurs :

Jérémie J. Viennot ¹ ; Matthieu R. Delbecq ¹ ; Laure E. Bruhat ¹ ; Matthieu C. Dartiailh ¹ ; Matthieu M. Desjardins ¹ ; Matthieu Baillergeau ¹ ; Audrey Cottet ¹ ; Takis Kontos ¹

¹ Laboratoire Pierre-Aigrain, École normale supérieure – PSL Research University, CNRS, Université Pierre-et-Marie-Curie – Sorbonne Universités, Université Paris-Diderot – Sorbonne Paris Cité, 24, rue Lhomond, 75231 Paris cedex 05, France

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Jérémie J. Viennot; Matthieu R. Delbecq; Laure E. Bruhat; Matthieu C. Dartiailh; Matthieu M. Desjardins; Matthieu Baillergeau; Audrey Cottet; Takis Kontos. Towards hybrid circuit quantum electrodynamics with quantum dots. Comptes Rendus. Physique, Quantum microwaves / Micro-ondes quantiques, Volume 17 (2016) no. 7, pp. 705-717. doi : 10.1016/j.crhy.2016.07.008. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2016.07.008/

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