Implémentation d'un bit quantique dans un circuit supraconducteur / Implementation of a quantum bit in a superconducting circuit

Il existe des projets d'ordinateurs quantiques pour resoudre certains problemes difficiles, comme la factorisation des grands nombres, beaucoup plus rapidement qu'avec un ordinateur classique. L'unite de base de l'ordinateur quantique est un systeme quantique a deux niveaux nomme bit quantique, qui doit satisfaire des criteres tres stricts. Parmi les nombreux systemes proposes pour realiser un bit quantique, les circuits electroniques sont des candidats interessants en raison de leur grande integrabilite. L'objet ce cette these est de realiser un bit quantique a partir d'un circuit supraconducteur a base de jonctions Josephson nomme ``boite a paires de Cooper''. L'etat de cette boite peut etre determine soit par une mesure de courant, soit par une mesure de charge. Dans cette these sont etudiees trois differentes strategies pour realiser le bit quantique, qui different par le mode de lecture de l'etat de la boite. Pour chaque strategie, le temps de vie d'une superposition coherente d'etats de la boite est evaluee theoriquement et l'appareil de mesure associe est teste experimentalement. Cette etude permet de determiner la strategie la plus prometteuse qui est finalement implementee dans ce travail de these sous le nom de ``quantronium''. L'etat du quantronium a ete manipule a l'aide d'impulsions radiofrequence, et le temps de vie d'une superposition quantique d'etats de ce circuit a ete determinee. Ce temps est suffisamment long pour envisager la construction de portes logiques elementaires.