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Mémoires quantiques avec des ensembles d’atomes à l’état solide

Hugues de Riedmatten

Mercredi 30 juin 2010

Le contrôle de l’interaction lumière-matière au niveau quantique est un important défi expérimental en science de l’information quantique. Le stockage cohérent, efficace et réversible d’états quantiques de la lumière dans des mémoires quantiques atomiques est nécessaire pour de nombreuses applications potentielles, telles que les réseaux quantiques ou les répéteurs quantiques. Durant ces dernières années, les ensembles d’atomes à l’état gazeux se sont révélés être l’un des systèmes les plus avancés dans la maîtrise de la connexion quantique entre lumière et matière. Dans cet exposé, je décrirai nos efforts pour réaliser une mémoire quantique pour des photons uniques dans des ensembles d’atomes à l’état solide. La mémoire est implémentée avec des cristaux dopés avec des ions de terre-rare, ce qui permet d’obtenir un grand nombre d’atomes naturellement piégés dans le solide et possédant des propriétés de cohérence exceptionnelles. Nous explorons des techniques de stockages basées sur des échos de photons modifiés. Ces techniques permettent de stocker plusieurs bits quantiques dans le domaine temporel dans une mémoire unique. Après une introduction des systèmes physiques, des techniques utilisées ainsi que des applications potentielles, je ferai un survol de nos résultats récents, y compris le stockage de dizaine de qubits photoniques dans un cristal et la réalisation d’une mémoire solide pour des photons aux longueurs d’onde des télécommunications. Finalement, je me focaliserai sur nos effort pour stocker des photons uniques annoncés générées par conversion paramétrique ainsi que pour démontrer une intrication entre un photon et un cristal.


Invité par S. Tanzilli

Voir en ligne : http://www.gap-optique.unige.ch/