La mise à l'échelle permise par les techniques de fabrication Si, associées à la facilité de contrôle par résonance de spin de dipôle électrique font des qubits de spin de trou dans des boites quantiques en technologie SiMOS une plateforme de choix pour le développement de processeurs quantiques. Des dispositifs de réseaux de boîtes quantiques, fabriqué avec une technologie FDSOI (Fully Depleted Silicon On Isolator) sur wafer 300 mm, ont démontré la viabilité de cette approche. Bien que l'opération de qubits uniques soit devenue courant, le contrôle du couplage d'échange reste un exercice complexe, mais nécessaire aux opérations à deux qubits, prérequis à la réalisation d'un ordinateur quantique universel.
​ Dans cette thèse, nous évaluons une nouvelle génération de dispositifs trous SiMOS, composé de boîtes quantiques définies par grilles dans des nanofils Si. Nous tentons de mesurer et contrôler l'interaction d'échange entre des spins de trous situés dans des boîtes voisines. Cette nouvelle ligne de dispositifs comprend une seconde couche de grilles intercalée entre les premières, fabriquée avec une altération limitée d'un procédé CMOS. Cette couche de grille supplémentaire doit fournir un meilleur contrôle de la position des boîtes quantique, ainsi que leur couplage tunnel.
Dans un premier temps, nous caractérisons plusieurs configurations à faible nombre de trous dans des dispositifs avec un seul nanofil et quatre boîtes quantiques. Pour s'affranchir des limitations de ceux-ci concernant le couplage de boîtes quantiques dans des régime à faible nombre de trou, nous évaluons ensuite des dispositifs présentant une géométrie originale avec deux nanofils Si parallèles. Dans ceux-ci, nous démontrons des mesures de charge par une SHB (Single Hole Box) située dans le premier nanofil, sur une boîte quantique localisé dans le second nanofil et opérée dans un régime à faible nombre de trou. Après avoir mesuré les performances de ce senseur de charge déporté, cette technique est utilisée pour sonder une double boîte quantique isolée. Nous démontrons dans cette configuration le chargement dans la double boîte quantique d'un nombre reproductible de trous, le contrôle du couplage tunnel, ainsi que la présence de blocage de spin de Pauli (PSB).
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