Physique mésoscopique, Îlot quantique, Cohérence de phase, Interféromètre de Mach-Zehnder, Anyon, Jonction josephson

Dans cette thèse, on s'intéresse à la cohérence de phase de systèmes mésoscopiques. Le travail de la thèse est décomposé en trois parties distinctes. La première traite d'un dispositif émulant des quasiparticules de charges fractionnaires, basé sur un îlot métallique recouvrant N canaux de bords. L'arrivée d'un électron à l'îlot engendre une rétrodiffusion au niveau du canal de bord de sortie, laissant un trou sur le canal initial. Ce trou pénètre dans l'îlot et sa charge doit être instantanément compensée par l'émission de charges fractionnaires dans les N états de bord sortants. On caractérise ainsi la statistique de ces charges à partir du calcul de la statistique de comptage complet et on propose une expérience de collision pouvant mettre en évidence l'effet de la statistique anyonique. Nos résultats montrent que le processus dominant n'est pas un effet de collision mais correspond à une propriété de ces quasiparticules: le tressage quantique. La seconde partie étudie un îlot quantique en présence d'une source de tension dépendante du temps en présence de rétrodiffusion à l'entrée de l'îlot. La cohérence de ce système est étudiée grâce à un interféromètre électronique de Mach-Zehnder. On démontre que l'étude de l'état électronique des électrons revient à regarder le devenir d'une distribution de photons virtuels. La présence de la rétrodiffusion à l'entrée de l'îlot conduit à des non-linéarités sur les photons, rendant possible des compressions d'état quantique. La dernière partie concerne la transition de phase quantique d'une jonction Josephson présentant une double périodicité, en présence d'un milieu dissipatif quantique, responsable de la décohérence de phase. L'étude de ce système est équivalent à regarder une diffusion d'électrons au niveau d'un supraconducteur, menant à des processus d'Andreev. On montre que le comportement de la résistance effective du circuit est non-monotone et permet de rendre compte de la compétition entre les deux périodicités de la jonction.