Gregor Taylor remporte une bourse Ambizione du FNS

Les bourses Ambizione visent à soutenir les chercheuses et chercheurs en début de carrière qui souhaitent concevoir, gérer et diriger un projet de recherche indépendant au sein d’une haute école suisse. Ce financement prestigieux permettra à Gregor Taylor de consacrer les quatre prochaines années à la création d'un petit sous-groupe dédié à la technologie des supraconducteurs au sein du laboratoire AQUA, qui est dirigé par le professeur Edoardo Charbon.

Résumé du projet: «Superconducting Circuits for Superconducting Photon Detector Readout».

Les photons sont les quanta fondamentaux de la lumière, c’est-à-dire ses plus petites unités indivisibles. Les detecteurs capables d’identifier ces photons uniques, appelés détecteurs à photon unique, représentent des instruments à la sensibilité ultime. Quand un seul photon est reçu par ce type de detecteurs une pulse de tension est émise. Cette dernière peut être enregistrée et l'on peut ainsi lui associer un timecode grâce à l'implémentation de circuit préprocessant l'information. Comme les photons de différentes fréquences (ou couleurs) possèdent des énergies distinctes, les détecteurs à photon unique présentent également une dépendance en fréquence ou en énergie. Cela est particulièrement important pour les photons infrarouges, qui transportent beaucoup moins d’énergie que les photons de la lumière visible.

Les supraconducteurs sont des matériaux qui présentent des propriétés pouvant être exploitées lorsqu'ils sont refroidis à très basse température (~-272 C). Certaines de ces propriétés permettent de fabriquer des détecteurs de photons d’une sensibilité exceptionnelle, capables de détecter des photons uniques à très faible énergie, par rapport aux limites d’autres types de détecteurs.

L’objectif principal du projet est donc d’explorer la mise à l’échelle de ces détecteurs vers de grandes caméras, grâce au développement de nouvelles technologies électroniques supraconductrices. L’équipe de recherche étudiera différentes architectures de traitement, fonctionnant à 4 K (-270 °C), afin de transformer des événements à photon unique en images, en exploitant un vaste réseau de détecteurs. Il s’agirait d’une avancée majeure menant à une toute nouvelle génération de caméras scientifiques. Une telle innovation ouvrirait directement la voie à des expériences dans de nombreux domaines, notamment l’étude de l’intrication quantique de haute dimension, la communication spatiale lointaine, les technologies médicales, la télédétection des gaz traces atmosphériques, ainsi que la recherche sur la matière noire.