Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :
Le mouvement de résonateurs mécaniques massifs à l'échelle mésoscopique peut présenter un comportement quantique lorsque ceux-ci sont refroidis à des températures extrêmement basses. L'étude de ces systèmes en régime quantique revêt un intérêt à la fois fondamental et pratique : elle permet de tester la mécanique quantique dans des systèmes allant au-delà des ensembles de quelques particules, ainsi que son interaction avec la gravitation ; elle offre également une interface lumière-matière pour le développement de réseaux de communication quantique, ainsi que pour le stockage et la conversion d'informations quantiques.

Un résonateur mécanique, tel que les disques de rayons micrométriques fabriqués par notre équipe, confine également des modes optiques qui interagissent fortement avec le mouvement. Par conséquent, la lumière permet de modeler l'état quantique du mouvement d'un tel objet lorsqu'il est préparé près de son état fondamental (le « vide phononique »), en ajoutant ou en retirant des phonons un par un. Ce projet vise précisément cet objectif et porte sur la génération d'états de Fock et de superposition choisis arbitrairement dans le régime à faible nombre de phonons. Les états obtenus sont ensuite sondés par la lumière, puis caractérisés par reconstruction tomographique optique.

En utilisant la même méthodologie, ce projet a également pour but le contrôle quantique multipartite dans des systèmes composés de plusieurs de ces résonateurs optomécaniques, qu'ils soient couplés par évanescence ou disposés selon une configuration interférométrique. Il portera en particulier sur la génération d'états GHZ maximalement intriqués, d’importance particulière dans les protocoles d'informatique quantique, ou d'états N00N, qui présentent un intérêt pour la détection avec une sensibilité inférieure à la limite quantique standard et offrent la possibilité d'explorer le concept d'influence non locale en physique quantique.

Références:
I. Favero and K. Karrai, Nat. Phot. 3, 201 (2009); M. Aspelmeyer, T. Kippenberg and F. Marquardt, Rev. Mod. Phys. 86, 1391 (2014)
S. Barzanjeh, Nat. Phys. 10, 1038 (2021)
M.R. Vanner, M. Aspelmeyer and M.S. Kim, PRL 110, 010504 (2013); M.R. Vanner, I. Pikovski, and M.S. Kim, Ann. Phys. 527 (2015)
A. Barbero, S. Pautrel, …, A. Borne, I. Favero (2026)

Activités :
Les travaux porteront sur des études fondamentales en optomécanique quantique, menées sur des nano-résonateurs à disque en semiconducteurs. Ils combineront expériences d’optique, instrumentation, environnement cryogénique, nano-fabrication en salle blanche, modèles théoriques, simulations numériques.
Contexte de travail :
Le laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (MPQ) est une unité mixte de recherche du CNRS et de l’Université Paris Cité, situé dans le 13è arrondissement de Paris et composée d’environ 120 personnes. Le laboratoire est spécialisé dans l’étude des phénomènes quantiques, de
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :
Nous recherchons une personne très motivée, titulaire d’un doctorat en optique quantique /physique quantique avec une solide expérience expérimentale. Un sous-ensemble des compétences suivantes sera apprécié : mise en place d'expériences d’optique, instrumentation, expérience de nanofabrication en salle blanche, maitrise du formalisme théorique, modélisation numérique.
Egalement : maîtrise orale et écrite de l’anglais, autonomie, capacité à travailler en équipe

Contraintes et risques :
Le travail sera principalement focalisé sur des expériences d’optique (à basse puissance) menées à ultra-basse température (en environnement cryogénique). Un travail partiel en salle blanche est également prévu. Cette plateforme de 150m² dispose de tous les équipements nécessaires pour réaliser des micro- nano- dispositifs : lithographie optique et électronique, gravure humide et sèche, dépôt de couches minces, caractérisation.