Étude du mouvement quantique d'un oscillateur mécanique macroscopique à l'aide d'un qubit supraconducteur à radiofréquence

Dans cette thèse, il a été montré qu'une membrane suspendue en nitrure de silicium à 4 MHz peut être répétitivement et de façon cohérente interfacée avec un qubit heavy-fluxonium résonnant. Le qubit a été initialisé à une température effective de 21 microkelvin et détecté avec une fidélité monocoup de 77 %. Sur la durée de vie ~6 ms de la membrane, plus de 300 échanges d'excitation ont été réalisés. Au moyen de mesures faibles stroboscopiques sélectives en état après chaque interaction, le spectre de bruit de position de la membrane a été reconstruit, révélant une occupation thermique de n_th~47 quanta à 10 millikelvin et une rétroaction de mesure induite par le qubit. En préparant le qubit dans l'état fondamental ou excité, une asymétrie émission-absorption proportionnelle à n_th et n_th+1 a été observée, mettant en évidence la non-commutation des opérateurs d'échelle phononiques. Le temps de décohérence mécanique mesuré est comparable au temps d'effondrement estimé de Diósi-Penrose, plaçant cette architecture dans un régime pertinent pour des tests directs de la décohérence liée à la gravité dans la suite de ce projet.