Le défi de la recherche fondamentale

Originaire de Paris, une ville où la seule population étudiante représente le double de la population de la ville de Sherbrooke, Sébastien Jezouin s’est frayé un chemin jusqu’à l’Institut quantique pour y faire un stage postdoctoral.

Guidé par la qualité des équipements et la notoriété de quelques-uns de ses chercheurs dont les Prs Alexandre Blais et Bertrand Reulet, Sébastien vient pour y parfaire ses connaissances sur les circuits quantiques au sens large.

Comme il le précise lui-même « Depuis quelques temps, les chercheurs savent faire des circuits électriques qui se comportent de façon quantique. Que des objets macroscopiques obéissent aux mêmes lois quantiques que les objets microscopiques, les atomes ou les photons, constituait un peu une surprise à l’époque.  Ce qui était surprenant, s’est avéré une source de découvertes et a engendré nombre d’applications. »

Son projet de recherche

Sébastien nous met en contexte et nous décrit en quelques paragraphes son projet de recherche : « Dans leur quête pour réaliser un ordinateur quantique, les physiciens sont amenés à travailler avec des signaux pouvant être aussi faibles qu’un unique photon. Compte-tenu de la très faible énergie qu’il possède (un photon aux fréquences micro-ondes a environ 50 000 fois moins d’énergie qu’un photon aux fréquences optiques), un tel signal n’est pas directement détectable par les appareils de mesure habituels.

C’est notamment une question de température. Comparé au monde calme et gelé du cryostat d’où provient le signal quantique (la température n’y est que de 0.01 degré au-dessus du zéro absolu), notre monde est une sorte de volcan en éruption.

Pour survivre, le signal doit donc être renforcé, plus précisément amplifié, à l’intérieur même du cryostat et l’amplificateur doit lui-même être un appareil quantique.

La réalisation de ces amplificateurs quantiques est un domaine de recherche très actif. Différents modèles existent, mais la plupart sont limités par des bandes passantes étroites (quelques dizaines de MHz comparé à une fréquence d’opération de plusieurs GHz). Récemment, un amplificateur ayant une bande passante de plusieurs GHz a été fabriqué, mais sa fabrication est extrêmement complexe.

Je travaille actuellement en collaboration avec Udson C. Mendes, stagiaire postdoctoral du groupe d’Alexandre Blais, à la réalisation d’un amplificateur limité quantiquement ayant une bande passante de plusieurs GHz tout en ayant une architecture relativement simple. La première année de mon projet a essentiellement consisté à développer et apporter des solutions aux challenges expérimentaux engendrés par les contraintes théoriques. J’ai bon espoir de parvenir à réaliser un amplificateur fonctionnel dans le futur proche. »

 Le défi de la recherche fondamentale

Se consacrer à la recherche fondamentale exige méthode et préparation et Sébastien Jezouin en est bien conscient. « Dans la recherche fondamentale on se lance dans des pistes qui nous semblent prometteuses, après on fabrique les échantillons, c’est difficile de prédire à l’avance et avec exactitude le résultat final. Il faut aller vers des choses qui n’ont pas été faites, tester de nouvelles pistes ce qui demande du travail en amont pour savoir ce qu’on peut faire et comment on veut le faire.»

Sébastien poursuivra cette année ses recherches à l’IQ, il aimerait par la suite joindre les rangs du CNRS à son retour en France.