Capturer des particules dans des circuits quantiques
Les puces à atomes sont des microstructures planaires qui génèrent des champs électromagnétiques afin de refroidir et confiner des atomes neutres. Le projet NGAMIT a cherché de nouvelles structures pour piéger des particules chargées comme des électrons ou des ions refroidis par laser. Le but était d'autoriser un couplage cohérent entre des espères atomiques différentes (des atomes neutres et des particules chargées), piégés dans une même puce ou non. Le couplage cohérent se fait via l'interaction des particules avec des photons micro-ondes. Ces photons transmettront l'information quantique entre les différentes espèces du futur réseau micro-onde quantique. Pour cela, les chercheurs ont intégré aux puces des lignes de transmission micro-ondes comme des microbandes, des lignes à fente et des guides d'onde coplanaires. Ces nouveaux pièges micro-ondes peuvent capturer simultanément des atomes neutres et des particules chargées, avec la même méthode pour tous les types de particules. Le projet NGAMIT a conçu le prototype d'un nouveau piège de Penning à guide d'onde coplanaire, afin de détecter le piégeage d'un seul ion ou électron. Il s'agissait du premier piège de Penning à intégrer la source du champ magnétique sur une puce évolutive. Le projet s'est traduit par 6 publications. La puce atomes-ions devrait être un outil puissant pour étudier divers phénomènes en physique atomique. Citons ainsi les collisions d'atomes ultra froids avec des ions ou des électrons, des réactions de transfert de charge, le refroidissement sympathique de particules chargées par des atomes froids, et des systèmes de calcul quantique mixtes avec des atomes et des ions.
Mots‑clés
Piégeage, ion, puces à atomes, particule chargée, couplage cohérent, réseau micro-onde quantique, guide d'onde coplanaire, piège de Penning
