Piégeage et refroidissement d’ions strontium dans des pièges micro-fabriqués.

This thesis is in the general field of quantum information, which proposes to realize infomation processing protocols using laws of quantum mechanics. This work is focused on one of the most promising systems: single ions confined in a radio-frequency trap (Paul trap) and laser-cooled. The purpose of this thesis is to realize the tools (measuring systems and devices) to characterize the "anomalous heating", a phenomenon not fully understood to date, limiting the coherence of ions trapped in planar linear Paul traps.After an introduction to quantum information, principles of trapping and cooling are explained. Then comes a description of improvements realized on an experimental system of ion trapping and cooling. The modeling of trapping electric fields to control the traps is described. A first realisation of trapping in a planar linear Paul trap is described. This realisation allowed for the obtaining planar Coulomb crystals of large size (N> 150). The protocol for producing micro-fabricated linear planar Paul trap of micro-metric size, manufactured in a clean room, is described. Results of ion trapping on such a micro-trap are presented. The last part presents the first results obtained in the team on the anomalous heating, using the so-called "Doppler recoiling" technique.Cette thèse s'inscrit dans le domaine général de l'information quantique, qui propose de réaliser des protocoles de traitement de l'information en utilisant les lois de la mécanique quantique. Ce travail se focalise sur l'un des systèmes les plus prometteurs : les ions uniques confinés dans des pièges radio-fréquence (pièges de Paul) et refroidis par laser. Le but de cette thèse est de mettre en places les outils (systèmes de mesure et échantillons) permettant de caractériser le « chauffage anormal », phénomène à se jour non totalement compris, limitant la cohérence de ions piégés dans des pièges de Paul linéaires planaires.Après une introduction sur l'information quantique, les principes de piégeage et de refroidissement sont expliqués. Vient ensuite une description des améliorations effectuées sur un système expérimental de piégeage et de refroidissement d'ions. La modélisation des champs électriques de piégeage permettant de contrôler les pièges est présentée. Une première réalisation de piégeage sur un piège de Paul linéaire planaire est décrite. Celle-ci à permis l'obtention de cristaux de Coulomb planaires de grandes dimension (N>150). Le protocole de réalisation de pièges de Paul linéaires planaire de taille micro-métriques, fabriqués en salle blanche, est décrit. Les résultats du piégeage d'ions sur de tels micro-pièges sont présentés. Cette dernière partie présente des premiers résultats de l'équipe concernant le chauffage anormal, utilisant la technique dite du « Doppler recoiling »