Une étude, dont les résultats intitulés «Observation of a non-Hermitian phase transition in an optical quantum gas» ont été publiés dans la revue Science, a permis de générer un nouvel état de la lumière, qui pourrait contribuer à faire avancer les travaux sur les systèmes de communication quantique cryptée.

Relevons tout d'abord qu'un condensat de Bose-Einstein est un état de la matière particulier «dans lequel tous les atomes se retrouvent dans un même état quantique» comme «s'ils ne formaient plus qu'un seul objet». Un tel état a été obtenu «pour la première fois en 2010» avec des milliers de photons» réunis «en une sorte de 'super photon' unique», en fait, «plutôt en une onde unique».

Concrètement, «des photons émis par un laser dans un résonateur constitué de deux miroirs incurvés et espacés d'un peu plus d'un micromètre» avaient été piégés, de sorte que le faisceau était contraint à effectuer «un rapide mouvement de va-et-vient» l'ensemble «baignant dans un colorant destiné à refroidir les particules de lumière».

L'analyse détaillée de cet objet a permis de découvrir, aujourd'hui, dans ce condensat de Bose-Einstein, «une transition de phase jusqu'alors inconnue» vers «une phase dite de suramortissement qui pourrait intéresser notamment ceux qui travaillent à élaborer des systèmes de communication quantique cryptée».

Cette transition découlerait «de miroirs légèrement translucides à l'origine d'une part d'une perte et d'un remplacement des photons d'autre part», une façon «de créer un déséquilibre dans ce système qui n'arrive pas à maintenir sa température et à le pousser à entrer en oscillation (en d'autres mots, presque à clignoter)» jusqu'à «une transition entre cette phase d'oscillation et une phase suramortie dans laquelle l'amplitude de l'oscillation diminue (et la luminosité avec elle)».