BOCA — Simuler le modèle de Bose-Hubbard dans des circuits supraconducteurs

Les simulateurs quantiques sont des systèmes idéalement contrôlés permettant la simulation de la matière quantique complexe. Des efforts expérimentaux pour mettre en œuvre cette idée sont poursuivis en particulier dans le domaine des atomes ultrafroids, des ions piégés, des circuits supraconducteurs, des systèmes photoniques et en RMN. La force et l'originalité de ce projet est de se concentrer sur une nouvelle implémentation utilisant des circuits supraconducteurs mésoscopiques micro-fabriqués. Plus précisément, nous étudierons deux architectures de circuits: (i) des chaînes de jonctions Josephson, (ii) des réseaux de résonateurs supraconducteurs non linéaires. Ces deux systèmes simulent le modèle de Bose-Hubbard pour différents paramètres et différentes géométries de réseaux. Le modèle de Bose-Hubbard est un paradigme largement répandu pour l'étude des systèmes bosoniques fortement corrélés. Il permet de traiter une variété de problèmes en physique de la matière condensée, comme la physique de Mott ou, associé à des champs de jauge artificiels, des phases topologiques de la matière telle que la physique de l'effet Hall quantique. Si certains de ces problèmes sont bien connus dans les systèmes fermés, de nombreuses questions restent sans réponse pour les systèmes ouverts et / ou en présence de désordre. Ce projet permettra d'unifier les efforts théoriques et expérimentaux pour obtenir de nouvelles informations sur (i) la transition supraconducteur-isolant et le rôle du désordre, (ii) la réalisation de nouveaux états de lumière dans les réseaux de résonateurs hyperfréquences. De tels réseaux sont intrinsèquement des systèmes hors d'équilibre et peuvent être conçus pour avoir une topologie non triviale.