Note ABES A compact optical waveform modulator for Atom manipulation and detection Un modulateur optique compact de formes d'ondes pour l'imagerie d'atomes uniques et les opérations quantiques à base d'impulsions laser Calcul quantique Contrôle optimal quantique Impulsion Laser Réseaux de pinces optiques Quantum computing Quantum optimal control Laser pulse Tweezer arrays 530.12 Théorie quantique Pinces optiques Appareils et instruments scientifiques Atomes Lasers Les réseaux de pinces optiques d'atomes neutres sont devenus une plateforme prometteuse pour le calcul et la simulation quantiques. Le contrôle précis de la forme des impulsions laser est essentiel pour des opérations quantiques numériques de haute fidélité. Dans cette thèse, je présente tout d'abord un modulateur de forme d'onde optique compact qui est utilisé pour générer des impulsions laser cohérentes contrôlées avec précision en phase et en amplitude, en atténuant in situ les distorsions induites par le matériel. Cela le rend adapté aux expériences intégrées et sur bâti à petite échelle, ainsi qu'aux ordinateurs quantiques. Je démontre qu'avec seulement 4 itérations de rétroaction en boucle fermée, ce montage permet de générer des impulsions corrigées d'une durée aussi courte que 180 ns, adaptées àdes opérations de portes quantiques de haute fidélité telles qu'une porte CZ à temps optimal. Ensuite, je démontre la capacité de ce montage compact à générer des impulsions laser stroboscopiques de 1.72 MHz pour l'imagerie d'atomes uniques (Potassium-39) et les collisions assistées par la lumière. Cette technique élimine plusieurs effets néfastes de la pince optique, nous permettant de charger et de détecter des atomes uniques dans des réseaux de pinces en utilisant des faisceaux laser contra propagatifs unidimensionnels. La fidélité d'imagerie d'un atome unique peut atteindre 90.3 % pour un processus d'imagerie stroboscopique de 160 ms (correspondant à un temps d'exposition de 48 ms). Tweezer arrays of neutral atoms have emerged as a promising platform for quantum computation and simulation. The precise control of laser pulse shape is essential for high-fidelity digital quantum operations. In this thesis, first, I present a compact optical waveform modulator which is used to generate precise phase- and amplitude-controlled coherent laser pulses by mitigating hardware-induced distortions in situ, making it suitable for integrated and rack-based small-scale experiments and quantum computers. I demonstrate that, with only 4 closed-loop feedback iterations, this setup enables the generation of corrected pulses with durations as short as 180 ns, suitable for high-fidelity quantum gate operations such as a time-optimal CZ gate. Second, I show the capability of the compact setup on generating 1.72 MHz stroboscopic laser pulses for light-assisted collision and single-atom (Potassium-39) imaging, which eliminates the several detrimental effects of the optical tweezer, allowing us to load and detect single atoms in tweezer arrays using one-dimensional counter-propagating beams. The imaging fidelity of a single atom can reach 90.3% for a 160 ms stroboscopic imaging process (corresponding to a 48 ms exposure time). Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 10513549 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2025/Yang_Shuzhe_2025_ED222.pdf http://www.theses.fr/2025STRAF032/abes https://theses.hal.science/tel-05386820 https://theses.hal.science/tel-05386820 https://theses.hal.science/tel-05386820 Yang Shuzhe 1996-12-17 CN 292060734 213106075BF 22124606 4200003 https://theses.fr/2025STRAF032 2025STRAF032 https://doi.org/10.70675/9704ecb0zc767z4ac6za9c9ze36bb4fd7c26 2025-07-04 Chimie physique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Whitlock Shannon MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 255251882 Uhring Wilfried Patrick MADS_PRESIDENT_DU_JURY 072149469 Welte Stephan MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 032711093 292063156 Groß Christian MADS_RAPPORTEUR_1 29206151X Xu Wenchao MADS_RAPPORTEUR_2 292062303 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 Whitlock Shannon Uhring Wilfried Patrick Welte Stephan Groß Christian Xu Wenchao École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg) PDF 10513549