Doctorants en nanomécanique quantique – Université d’Aalto

Le groupe Quantum Nanomechanics https://www.aalto.fi/en/department-of-applied-physics/quantum-nanomechanics du Département de physique appliquée est à la recherche d’un

candidat au doctorat exceptionnel

mener des recherches expérimentales sur les systèmes micromécaniques quantiques. Dans notre équipe, nous étudions comment les oscillateurs mécaniques peuvent être utilisés pour la recherche fondamentale sondant la mécanique quantique dans les systèmes massifs, ou pour une utilisation dans le traitement de l’information quantique. De plus, nos nouveaux efforts visent des études expérimentales de la gravité dans le régime quantique. Dans nos recherches récentes, nous avons démontré l’intrication quantique entre deux oscillateurs micromécaniques réalisés sous forme de peaux de tambour en aluminium vibrantes [Nature 556, 478 (2018), Science 372, 625 (2021)]. Les prochains défis incluent la rétroaction basée sur les mesures, qui peut être utilisée pour préparer et piloter des états quantiques mécaniques. Des mesures fortes et des opérations de rétroaction permettent de nouvelles façons de créer des états mécaniques non classiques, par exemple des états comprimés et intriqués.

Dans un autre projet, l’objectif est de toucher à un mystère centenaire de la physique : malgré son succès à décrire des phénomènes dans la limite des basses énergies, la mécanique quantique est incompatible avec la relativité générale qui décrit la gravité et les énergies énormes. L’interface entre ces deux éléments est restée expérimentalement insaisissable, car seuls les événements les plus violents de l’univers ont été considérés comme produisant des effets mesurables en raison du comportement quantique plausible de la gravité. Nous visons à détecter pour la première fois des forces gravitationnelles dans un système quantique. Nous utilisons des oscillateurs mécaniques chargés par des masses en milligrammes et amenons deux de ces oscillateurs à interaction gravitationnelle dans des états de mouvement non classiques. Initialement, nous mesurons la force gravitationnelle entre des particules d’or pesant un milligramme,

Le travail expérimental de ces projets comprend la conception des échantillons et des installations de mesure, la fabrication en salle blanche, l’exécution de mesures par micro-ondes dans des réfrigérateurs à dilution et l’analyse des données.

Votre rôle et vos objectifs

En fonction de votre parcours et de vos intérêts, vous pouvez travailler soit sur

1. Opérations de rétroaction quantique sur des oscillateurs à tambour en aluminium. Nous réalisons des dispositifs « micro-ondes optomécaniques », où les oscillateurs à tambour interagissent avec des résonateurs à cavité micro-ondes sur puce. Les techniques optomécaniques permettent à la fois de préparer, de mesurer et de manipuler les états quantiques mécaniques. Vous intégrerez ces dispositifs dans un système de détection à limitation quantique comprenant des amplificateurs paramétriques et un retour en temps réel réalisé avec un contrôle FPGA .

2. Le développement et la mesure de dispositifs « gravitationnels quantiques », dont l’élément central est une membrane oscillante en nitrure de silicium chargée par une petite masse. À des températures très basses pouvant être atteintes dans des réfrigérateurs à dilution, l’oscillateur devient presque isolé des pertes d’énergie dans l’environnement, et il peut en outre être rendu quantique avec l’optomécanique micro-ondes. Avec d’autres membres de l’équipe, vous concevrez et fabriquerez les dispositifs, et les intégrerez dans un système de positionnement cryogénique pour vérifier les forces gravitationnelles à l’intérieur du système.

Au début, le candidat travaillera pleinement avec les autres membres du groupe. Au fil du temps, le candidat devrait prendre la responsabilité d’une partie du projet.

Votre expérience et vos ambitions

Pour cette recherche stimulante, nous recherchons des personnes brillantes et énergiques qui sont motivées par la physique quantique expérimentale à basse température. Nous exigeons un diplôme de maîtrise avec d’excellents dossiers d’études en physique ou en génie électrique. De plus, les candidats doivent être d’excellents joueurs d’équipe. Une expérience de la recherche pratique ou des compétences dans la compréhension théorique des phénomènes étudiés sont considérées comme des atouts importants.

Ce que nous offrons

L’équipe Quantum Nanomechanics, ambitieuse mais décontractée avec un grand esprit d’équipe, mène des recherches expérimentales de premier ordre sur les fondements de la mécanique quantique. Avec les qubits supraconducteurs, nous explorons le traitement de l’information quantique avec un mouvement mécanique. Dans nos recherches plus appliquées, nous posons les bases d’une nouvelle génération d’appareils qui utilisent divers types d’effets optomécaniques micro-ondes pour un traitement efficace du signal. Nous avons réalisé des amplificateurs micro-ondes limités quantiques et des composants non réciproques à utiliser dans la technologie quantique supraconductrice. Outre l’électromécanique, nous étudions des dispositifs hybrides où nous contrôlons des magnons ferromagnétiques à l’aide d’ondes acoustiques.

Le poste est initialement pourvu pour 2 ans, et après une évaluation des progrès à mi-parcours réussie, le contrat est reconduit pour 2 ans supplémentaires, après quoi la thèse de doctorat devrait être achevée. L’Université Aalto suit le système salarial des universités finlandaises. Le salaire de départ est d’env. 2560€/mois, et il augmentera avec les responsabilités et les performances dans le temps. Le contrat comprend la médecine du travail.

Le lieu de travail sera le campus Otaniemi de l’Université Aalto, dans les locaux de l’infrastructure nationale de recherche OtaNano pour les micro et nanotechnologies. OtaNano donne accès à toutes les installations et techniques avancées de nanofabrication, de nanomicroscopie et de mesure. VTTLe Centre de recherche technique de Finlande sur le campus tire parti du pont entre la recherche et l’innovation. Plusieurs startups travaillant avec l’électronique, la cryogénie et la technologie quantique ont récemment émergé dans la communauté. Notre équipe appartient au Centre d’excellence national – Quantum Technology Finland, qui exploite les phénomènes quantiques pour les dispositifs et applications quantiques à semi-conducteurs. Nous appartenons également à la collaboration européenne Microkelvin Platform.

Prêt à postuler ?

Pour postuler au poste, veuillez soumettre votre candidature, y compris les pièces jointes mentionnées ci-dessous, sous la forme d’un seul document PDF en anglais via notre système de recrutement en ligne en utilisant le lien « Appliquer » sur la page Web de l’Université Aalto.

(1) Lettre de motivation
(2) CV comprenant la liste des publications
(3) Diplômes et relevés de notes
(4) Coordonnées d’au moins deux références

La date limite de candidature est le 31 janvier 2022. Les postes seront pourvus dès que les candidats appropriés seront identifiés. Pour plus d’informations, veuillez contacter Prof. Mika Sillanpää, Mika.Sillanpaa@aalto.fi . Aalto University se réserve le droit, pour des raisons justifiées, de laisser le poste ouvert, de prolonger la période de candidature, de rouvrir le processus de candidature et d’examiner les candidats qui n’ont pas soumis de candidature pendant la période de candidature.

À propos de la Finlande

La Finlande est un endroit idéal pour vivre avec ou sans famille – c’est une société nordique sûre, politiquement stable et bien organisée. La Finlande est régulièrement classée parmi les meilleurs en termes de qualité de vie et vient d’être de nouveau répertoriée comme le pays le plus heureux du monde : https://worldhappiness.report/news/its-a-three-peat-finland-keeps-top-spot-as- pays-le-plus-heureux-au-monde/ . Pour plus d’informations sur la vie en Finlande : https://www.aalto.fi/services/about-finlan