• Ingénierie: une nouvelle source, émettant des photons uniques, indiscernables à 99,5% les uns des autres, et 15 fois plus brillante que les sources usuelles, a été mise au point!____¤201603

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Near-optimal single-photon sources in the solid state» ont été publiés dans la revue Nature Photonics, a permis de mettre au point une nouvelle source de photons uniques ultra-brillante, 15 fois plus brillante que les sources usuelles et émettant des photons indiscernables à 99,5% les uns des autres.

     

    Bien que «les technologies quantiques optiques, qui utilisent la lumière comme vecteur de l'information quantique, ont connu des succès remarquables ces dernières années, tels que la communication de clés cryptographiques ou la téléportation quantique sur des centaines de kilomètres», les sources de photons disponibles, jusqu'ici, «ne sont pas suffisamment efficaces pour utiliser l'information quantique à grande échelle».

     

    Plus précisément, «ces sources doivent permettre l'émission d'un seul et unique photon par impulsion lumineuse, ce que l'on appelle la brillance, et il est nécessaire que chacun de ces photons soient parfaitement identiques à ceux précédemment émis, c'est-à-dire qu'ils soient indiscernables les uns des autres». Or, si «le premier frein a été levé grâce à l'utilisation de boîtes quantiques, qui permettent l'émission d'un seul photon par impulsion lumineuse», jusqu'à aujourd'hui, aucune technologie ne permettait «l'émission de photons parfaitement identiques à des rendements suffisants pour une utilisation en optique quantique».



    Afin «de réduire le 'bruit' autour de la boîte quantique, tout en obtenant une forte brillance, qui limite habituellement l'indiscernabilité des photons», l'étude ici présentée a «positionné, avec une précision nanométrique, une boîte quantique dans une microcavité optique, une sorte de pilier micrométrique confinant la lumière» de sorte que l'application d'une tension sur la microcavité a permis «de supprimer toute fluctuation électronique qui rendrait les photons émis discernables».

     

    En comparant ces nouvelles sources aux sources usuelles, il est ainsi apparu «que ces sources de photons uniques indiscernables à 99,5% sont environ 15 fois plus brillantes que les sources usuelles» puisqu'un «photon unique indiscernable est collecté toutes les 6 impulsions excitatrices, contre 100 impulsions pour les sources lumineuses utilisées aujourd'hui». De plus, «le processus de fabrication utilisé est le seul, à ce jour, à être parfaitement contrôlé et reproductible».

     

    En conséquence, cette avancée, attendue «depuis longtemps par la communauté internationale», devrait «donner un nouveau souffle aux technologies quantiques optiques» en permettant la manipulation de milliers de photons tous identiques» pour réaliser «des calculs quantiques d'une complexité sans précédent, un premier pas vers la création d'ordinateurs quantiques».

     

     


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