Takis KontosCircuits Quantiques Hybrides

Les recherches de Takis Kontos s’articulent autour de l’élaboration et de l’étude de structures hybrides sur puce, visant à révéler de nouveaux états de la matière et à exploiter les propriétés de la mécanique quantique. Il a accompli sa thèse au CSNSM à Orsay, se penchant sur la coexistence de la supraconductivité et du ferromagnétisme au sein de circuits multicouches combinant des supraconducteurs et des matériaux magnétiques. Par la suite, lors de son postdoctorat à l'université de Bâle en Suisse, il a étudié le transport de spin dans les nanotubes de carbone. Depuis 2005, il travaille au Laboratoire de physique de l’ENS (LPENS, CNRS / ENS - PS L/ Sorbonne Université / Université Paris Cité), en tant que chargé de recherche puis directeur de recherche CNRS. Ces dernières années, il s’est focalisé sur la mise au point et l’utilisation d’une architecture reposant sur des circuits mésoscopiques hybrides sur puce, couplés à des cavités micro-ondes. Cette architecture lui a permis d'apporter un nouvel éclairage sur des phénomènes fondamentaux en matière condensée, notamment l'effet Kondo. De plus, elle a facilité la réalisation d'un couplage cohérent entre un photon microonde et un spin électronique unique confiné dans un nanotube de carbone, ouvrant ainsi des perspectives prometteuses pour des applications en informatique quantique.  Ce phénomène est en cours d’exploitation par la start-up « quantique » C12 Quantum, dont Takis Kontos est cofondateur, pour fabriquer un processeur quantique de spin. En parallèle de ses activités au LPENS, Takis Kontos dirigera le projet de l'ERC Synergy principalement au LPEM à l'ESPCI, où il dispose d'un laboratoire depuis 2023.

Dark Quantum

Il existe un consensus général qui admet que seule une fraction minime de la matière et de l'énergie présentes dans l'univers a été jusqu'à présent identifiée. Mettre en évidence et caractériser ces constituants est un des enjeux majeurs de la physique. Le paradigme des axions, particules hypothétiques proposées dans les années 70 dans le contexte de physique des hautes énergies, est particulièrement prometteur dans ce contexte. Cependant, la détection de cette matière « noire » reste un défi aux techniques standard de mesure en raison de la faiblesse des signaux attendus.

Le projet ERC Synergy Dark Quantum a pour ambition d'examiner de manière exhaustive le paradigme des axions sur une vaste gamme de masses grâce à l'utilisation de techniques d'amplification quantique. Ces techniques permettent d'explorer des grandeurs avec une précision uniquement limitée par le principe d'incertitude d'Heisenberg. Ce projet est une collaboration regroupant des compétences en physique des particules, en physique de la matière condensée, en cryogénie à grande échelle, et en amplification quantique. Il bénéficiera notamment des travaux de recherche menés par Takis Kontos sur l'interaction entre la matière mésoscopique et le rayonnement microonde, en collaboration avec Audrey Cottet, qui se penche sur les aspects théoriques. Les principaux collaborateurs de ce projet sont Igor Irastorza (Université de Saragosse), Sorin Paraoanu (Université de Aalto), Wolfgang Wernsdorfer (KIT à Karlsruhe) et Takis Kontos.