Un nouveau dispositif de photonique quantique pour le traitement de l'information
Le fait de contrôler des non-linéarités assez fortes pour permettre l'interaction de photons isolés ouvre de nouvelles possibilités de traitement de l'information quantique. On disposait déjà de sources non-linéaires capables de produire des paires de photons impossibles à distinguer, dans un spectre bien contrôlé, avec une fidélité élevée des interférences quantiques. Cependant, le manque de sources capables de produire des photons isolés à la demande contrariait les recherches dans cette direction. Le projet ISSIS («Integrated single-photon sources in silicon»), financé par l'UE, a cherché à intégrer sur puce les sources de photons et les circuits de guide d'onde, afin de réaliser une solution évolutive. Grâce à des méthodes modernes de fabrication de photonique sur silicium, les chercheurs ont créé sur le même circuit un système de génération de paires de photons et le filtrage des longueurs d'ondes. Ils ont organisé les sources afin que la détection, le transfert et le routage envoient des photons isolés avec une probabilité élevée. Le projet ISSIS a démontré des interférences quantiques quasiment parfaites à partir d'une source multiplexée de photons isolés qui utilise des interactions non linéaires de guide d'ondes sur silicium. Pour réaliser cette source compacte de photons isolés, les scientifiques ont intégré les sources avec des lignes optiques à retard, des systèmes de commutation rapide et l'électronique de contrôle. Le projet a atteint ses objectifs scientifiques et accompli ses activités de diffusion. L'architecture du packaging et de la puce ont servi à créer un outil d'enseignement unique, nommé Quantum in the Cloud. Il permet de s'inscrire pour accéder à une puce de processeur quantique et conduire des expériences sur un simulateur.
Mots‑clés
Photons isolés, interférence quantique, cryptographie quantique, traitement de l'information, silicium
