Note ABES Optimized quantum gates for neutral atom quantum computers Portes quantiques optimisées pour les ordinateurs quantiques à atomes neutres Informatique quantique Atomes neutres Atomes de Rydberg Portes quantiques Contrôle optimal quantique Quantum computing Neutral atoms Rydberg atoms Quantum gates Quantum optimal control 530 Informatique quantique États de Rydberg Les atomes neutres sont récemment apparus comme une plate-forme compétitive pour l'informatique quantique. Le développement de portes quantiques intriquées de haute délité est la clé du succès de cette plateforme. Dans cette thèse, nous développons plusieurs protocoles nouveaux et optimisés pour l'implémentation de portes quantiques à deux et plusieurs qubits sur des atomes neutres. Nous introduisons la famille des protocoles temps-optimaux, qui implémentent une porte quantique donnée aussi rapidement que possible en appliquant une impulsion laser unique avec une phase dépendant du temps. Nous explorons également les protocoles de portes qui sont particulièrement robustes face à certaines sources d'erreurs expérimentales, et les portes qui sont optimisées pour leur utilisation dans un code de correction d'erreur quantique. En n, nous proposons deux nouveaux protocoles pour implémenter des portes multi-qubits non-locales sur des atomes neutres couplés à un mode de cavité commun qui peut être implémenté simplement par un pilotage classique de la cavité. Les résultats de cette thèse permettent d'obtenir des portes quantiques plus simples, de meilleure qualité et plus robustes sur des atomes neutres, et constituent une étape vers la réalisation de la vision d'un ordinateur quantique. Neutral atoms have recently emerged as a competitive platform for quantum computing. The development of high delity entangling quantum gates is a key to success of this platform. In this thesis, we develop several new and optimized protocols for the implementation of two- and multi-qubit quantum gates on neutral atoms. We introduce the family of time-optimal protocols, which implement a given quantum gate as fast as possible by applying a single laser pulse with a time-dependent phase. We also explore gate protocols which are particularly robust against certain experimental error sources, and gates which are optimized for their use in a quantum error correction code. Finally, we propose two new protocols to implement non-local multi-qubit gates on neutral atoms coupled to a common cavity mode which can be implemented simply by a classical drive of the cavity. The results of this thesis allow for simpler, higher quality, and more robust quantum gates on neutral atoms, and constitute a step towards realizing the vision of a quantum computer. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 8411451 https://theses.hal.science/tel-04995702 application/pdf 7992204 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2024/Jandura_Sven_2024_ED222.pdf http://www.theses.fr/2024STRAF027/abes https://theses.hal.science/tel-04995702 https://theses.hal.science/tel-04995702 Jandura Sven 1997-02-07 FR 281634319 203253440GK 22027730 4200002 http://www.theses.fr/2024STRAF027 2024STRAF027 2024-09-11 Physique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Pupillo Guido MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 185463894 Pfau Tilman MADS_PRESIDENT_DU_JURY 175093962 Pichler Hannes MADS_RAPPORTEUR_1 281634815 Morigi Giovanna MADS_RAPPORTEUR_2 194129624 École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 222 156504081 Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 207480 157760227 ddc:530 Pupillo Guido Pfau Tilman Pichler Hannes Morigi Giovanna École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg) PDF 8411451 confidentialité 2024-09-11 2025-03-01 confidentialité 2024-09-11 2025-03-01 restriction 2024-09-11 2025-03-01 confidentialité 2024-09-11 2025-03-01 confidentialité 2024-09-11 2025-03-01