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Téléportation de l’intrication à l’aide de sources indépendantes

- Porteur : Tanzilli Sébastien

- Collaborateurs LPMC : Alibart Olivier, Labonté Laurent

- Collaborateurs extérieurs : Rarity J. (Department of Electrical & Electronic Engineering, University of Bristol), Wadsworth W. (Centre for Photonics and Photonic Materials, University of Bath)

McMillan Alex (University of Bristol and University of Bath)

- Doctorants/Post-docs : McMillan A. (University of Bristol and University of Bath)

- Description :

Le potentiel des communications quantiques repose sur la possibilité de réaliser des opérations (téléportation, permutation d’intrication, portes logiques quantiques) qui n’ont aucun équivalent classique. Au coeur de ces protocoles se trouve le principe de coalescence des photons identiques. En effet, lorsque un photon unique arrive sur un des ports d’entrée d’un beam-splitter (BS) 50/50, il prend aléatoirement l’un des deux ports de sortie. Cependant, lorsque deux photons uniques et identiques arrivent simultanément sur les deux ports d’entrée d’un BS (montage de type HOM), ils interfèrent et se “collent” littéralement l’un à l’autre pour toujours prendre ensemble le même bras de sortie. Si cet effet est couramment observé avec les photons issus d’une même source, les expériences mettant en jeu des photons vraiment indépendants représentent un challenge important. De même, l’emploi de photons issus de différents processus de création reste encore à démontrer et nul doute que ce type d’expérience fera des réseaux quantiques de communication une réalité. Le LPMC possède la maîtrise des technologies nécessaires à la réalisation de guides d’ondes intégrés sur cristaux non linéaires (guides PPLN) qui représentent, à l’heure actuelle, les sources de paires de photons les plus efficaces au monde. En collaboration avec le groupe du Prof. John Rarity de l’université de Bristol qui explore aujourd’hui des sources de paires de photons basées sur des fibres micro-structurées en partenariat avec l’Université de Bath, nous travaillons actuellement à la réunion de ces deux types de structures au sein d’une seule et même expérience afin d’observer l’interférence de type HOM.

Cette interférence a récemment été obtenue à l’aide de photons issus de sources non seulement indépendantes (à termes pompées par des lasers indépendants), mais plus encore, régies par des processus non linéaires différents, mélange à trois ou à quatre ondes respectivement pour le guide et la fibre [1]. Cette première démonstration ouvre la porte à la réalisation de véritables réseaux quantiques hybrides, auxquels un utilisateur peut venir se connecter quelle que soit la technologie de photonique quantique qu’il utilise, l’essentiel étant la production de photons possédant les bonnes propriétés.

Les prochaines étapes visent dans un premier temps la génération d’états photoniques intriqués à partir de ces sources indépendantes, puis la réalisation d’une expérience de téléportation de l’intrication.

[1] "Two-photon interference between disparate sources for quantum networking", A. R. McMillan, L. Labonté, A. S. Clark, B. Bell, O. Alibart, A. Martin, W. J. Wadsworth, ST, and J. G. Rarity, Sci. Rep. 3, 2032 (2013).

Mots-clés

MOSAIQ, QILM