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Optomechanical entanglement and teleportation

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Vers la téléportation quantique

Des scientifiques financés par l'UE ont amélioré le contrôle quantique de dispositifs mécaniques, ouvrant la possibilité de relier les lois de la physique quantique avec le monde macroscopique dans lequel nous vivons.

Technologies industrielles

De nombreuses expériences ont déjà démontré qu'il était possible de contrôler des systèmes microscopiques, notamment en optique quantique. Les chercheurs s'intéressent actuellement à obtenir un contrôle mécano-quantique à l'échelle macroscopique. En ce sens, les oscillateurs mécaniques sont des systèmes particulièrement intéressants. Le projet OMENT («Optomechanical entanglement and teleportation»), financé par l'UE, a été lancé pour réaliser le contrôle quantique d'un oscillateur mécanique de taille micrométrique, et l'utiliser pour une fonction cruciale de l'information quantique, la téléportation. Le projet OMENT a cherché à préparer des états mécaniques de faible entropie, comme l'état de repos d'un oscillateur optomécanique. Ceci permettrait de créer et de vérifier des états optomécaniques intriqués. De tels états sont réservés à la mécanique quantique et sont la base de nombreuses applications de l'information quantique. L'intrication optomécanique servirait à téléporter des informations. Les chercheurs ont étudié de nouveaux protocoles optomécaniques, notamment des suggestions sur la façon d'intégrer au régime optique pulsé l'intrication optomécanique, la téléportation et le refroidissement ultra rapide. Une étape décisive du projet OMENT a été d'utiliser des oscillateurs mécaniques avec un facteur Q très élevé (moindres pertes d'énergie), jusqu'à 10^7 à basses températures. Les scientifiques ont étudié un nouveau système basé sur du phosphure de gallium-indium (InGaP) pour les résonateurs mécaniques à membrane. Ceci a facilité l'intégration monolithique des membranes empilées, promettant une force élevée du couplage des photons. Une grande partie des travaux a cherché à réaliser deux systèmes optomécaniques à cavité stables à basse température, dans un réfrigérateur par dilution et un cryostat à circulation d'hélium. Les oscillateurs mécaniques à contrôle quantique élargissent les régimes du traitement de l'information dans des domaines où les effets quantiques ont de l'effet à l'échelle macroscopique. En outre, ils permettent de concevoir des dispositifs de mesure ultra sensibles, à limite quantique. Les travaux du projet ont notablement contribué à définir l'ensemble de paramètres expérimentaux qui devraient permettre d'obtenir une intrication quantique entre un champ laser et un oscillateur micromécanique. Tous ses résultats ont été publiés dans des revues à comité de lecture.

Mots‑clés

Quantum, téléportation, oscillateurs mécaniques, optomécanique, contrôle quantique

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