Une avancée majeure dans le contrôle de la lumière ouvre la voie à une informatique quantique plus rapide et sécurisée
innsbruck, Autriche – Des chercheurs de l’Université d’Innsbruck ont réalisé une percée significative dans le contrôle de l’émission de photons, les particules de lumière, qui pourrait révolutionner le domaine de l’informatique quantique et des communications sécurisées. Leur nouvelle approche permet de générer des paires de photons avec une polarisation contrôlée de manière passive, simplifiant considérablement la création de sources de photons quantiques plus pratiques et efficaces.
traditionnellement, le contrôle de la polarisation des photons, crucial pour de nombreuses applications quantiques, nécessitait des composants électroniques complexes et coûteux après l’émission des photons. L’équipe d’Innsbruck a réussi à déplacer cette complexité vers l’étape d’excitation optique, en utilisant des points quantiques – des nanocristaux semi-conducteurs – spécialement conçus.
“Ce qui rend cette approche particulièrement élégante, c’est que nous avons déplacé la complexité des composants électroniques coûteux et sujets aux pertes, qui intervenaient après l’émission du photon unique, vers l’étape d’excitation optique,” explique Vikas Remesh, le chercheur principal de l’étude. “C’est un pas vital vers la création de sources de points quantiques plus pratiques pour des applications réelles.”
La technique permet de générer des paires de photons avec des polarisations spécifiques sans nécessiter de manipulation électronique complexe après leur émission. Les chercheurs envisagent d’étendre cette méthode pour générer des photons avec des états de polarisation linéaire arbitraires,ouvrant ainsi de nouvelles possibilités pour le contrôle précis de la lumière.
Cette avancée a des implications directes pour des domaines clés tels que la distribution quantique de clés (QKD), une méthode de communication ultra-sécurisée, où plusieurs flux de photons indépendants peuvent permettre une communication sécurisée simultanée avec différentes parties. elle est également essentielle pour les expériences d’interférence multi-photons, qui permettent de tester les fondements mêmes de la mécanique quantique.
“L’étude a des applications immédiates dans les protocoles de distribution quantique de clés sécurisés, où plusieurs flux de photons indépendants peuvent permettre une communication sécurisée simultanée avec différentes parties, et dans les expériences d’interférence multi-photons qui sont très importantes pour tester même les principes fondamentaux de la mécanique quantique,” précise Gregor Weihs, responsable du groupe de recherche en photonique d’Innsbruck.
Les résultats de cette recherche collaborative, impliquant des experts en optique quantique, physique des semi-conducteurs et ingénierie photonique, ont été publiés dans la revue npj Quantum Information.
source: Université d’Innsbruck / npj Quantum Information