La mémoire vive quantique (QRAM) est une ressource clé de l’informatique quantique, présente dans de nombreuses
propositions théoriques, mais qui n’a jamais fait l’objet d’une démonstration expérimentale. Une 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 [1]. Un tel dispositif
constitue un outil puissant pour la mise en œuvre d’une multitude d’algorithmes quantiques, notamment l’algorithme de recherche de Grover
[2, 3], la chimie quantique [4, 5], la cryptographie quantique [6] et l’apprentissage automatique quantique
[7], et est considéré par beaucoup comme essentiel pour un futur ordinateur quantique. Sa réalisation s’est également avérée difficile
en raison de la complexité de la mise en œuvre de l’adressage quantique du stockage quantique [8, 9].
Ce projet de thèse s’inscrira dans le cadre d’un projet plus large en cours visant à développer une QRAM à partir de défauts de spin paramagnétiques individuels
à l’état solide couplés à des dispositifs supraconducteurs. L’objectif principal de ce projet est
d’étudier de nouveaux systèmes de spin et de nouvelles conceptions de dispositifs en vue de la réalisation d’une QRAM évolutive.
De nouvelles espèces de spin à rapport gyromagnétique élevé permettront d’atteindre de nouveaux régimes de couplage spin-circuit qui étaient
jusqu’alors inaccessibles. L’utilisation du silicium comme substrat permettra aux futurs dispositifs d’atteindre des
facteurs de qualité plus élevés et rendra possibles des architectures avancées en tirant parti de la maturité de la
fabrication des dispositifs en silicium. Des noyaux à spin élevé, tels que le 167Er, seront également étudiés, ce qui permettra de mener des expériences avec
des qudits à spin nucléaire à haute cohérence. Ces développements repousseront les frontières d’une nouvelle plateforme hybride
de dispositifs quantiques avec des possibilités excitantes à la fois pour des architectures de processeur quantique futures et pour des expériences de physique fondamentale.