L’information quantique est un domaine de recherche en plein
essor, basé sur l’utilisation des principes fondamentaux de la physique
quantique. Plusieurs possibilités de
développements prometteurs sont liées aux sciences et technologies de
l’information et de la communication : on peut s’intéresser par exemple à
la sécurité de communication ou à des concepts plus fondamentaux d’intrication pour
préparer l’avenir des ordinateurs quantiques. Dans tous les cas, de nouveaux
composants doivent être conçus spécialement pour le codage, le transport, le
traitement et le stockage de bits quantiques d’information ou qubits.
Les photons sont des candidats particulièrement adaptés
pour transporter un qubit sur de longues distances,
dans des fibres optiques déjà mises en oeuvre dans
les réseaux de communication classique. Des protocoles de communication
hautement sécurisée sont à l’étude et pour exploiter pleinement les étrangetés
de la physique quantique, on utilise des paires de photons intriqués, où chaque
photon est dans un état totalement aléatoire, tout en présentant une
corrélation totale avec l’état de l’autre photon de la paire, et ce quelle que
soit la distance qui les sépare.
Nous étudions depuis 2007 la production de photons
intriqués aux longueurs d’onde « télécom ».
Ø eQUANET :
embryonic QUAntum NETwork (ANR :
appel à projet blanc), avec les partenaires suivants :
§
Laboratoire de la Matière condensée (LPMC) de
l’Université de Nice qui réalise des composants non linéaires en optique
intégrée (laboratoire porteur)
§
Laboratoire Aimé
Cotton (LAC) à Orsay, qui étudie des mémoires quantiques à l’état solide.
Ces partenaires ont déjà une notoriété internationale sur
le sujet et le chef de projet, Sébastien Tanzilli du
LPMC, a reçu en 2009 la médaille de bronze du CNRS pour ses travaux de
recherche.
Je suis responsable LTCI de ce projet qui me permet de
financer une bourse post-doctorale et je dirige une
thèse sur ce sujet.
Ø Généphy : Génération de paires de photons corrélés dans
des fibres hybrides porté par Philippe Delaye de l’Institut
d’optique, financé sur le programme CNano de la
Région Ile de France sur la production de paires de photons corrélés dans des
fibres à cœur creux, rempli de liquide non linéaire. Le principal avantage de
ce type de source est de générer les paires directement dans une fibre, ce qui
évite l’une des limitations les plus importantes pour la qualité quantique des autres types de
sources : les pertes de couplage dans la fibre.
Ø Nouveaux concepts de sources de photons intriqués financé
par l’Institut Télécom sur le programme Futur et Ruptures. Il s’agit d’un
financement de thèse que je co-dirige avec Eleni Diamanti.
Ø Plate-forme expérimentale de « Sécurité
Quantique » : responsables Eleni Diamanti
et Romain Alléaume. Ma contribution à ce projet
financé par la Région Ile de France est
de fournir divers types de sources de photons intriqués qui pourront être
utilisées dans des protocoles de cryptographie.
L’ensemble de ces projets me permet de financer mon
activité expérimentale sur des travaux originaux et ambitieux, qui devraient continuer
à donner lieu à publication dans des revues internationales prestigieuses.
La dernière thèse sur ce sujet était celle de Qiong HE, dirigée en partenariat avec le Laboratoire
Charles Fabry de l’Institut d’Optique Graduate School (LCFIO) et elle s’est terminée en octobre 2008. Elle
portait sur l’étude des propriétés diffractives des réseaux minces à deux
dimensions et a donné lieu à trois publications dans « Optics
Letters » (facteur d’impact supérieur à 3,7) en
2006, 2007, 2008 et à une quatrième dans « Journal of the Optical society
of America B » en 2009.
Ce travail se situait dans la continuité de nos activités
de recherche des dix dernières années sur les structures résonnantes,
permettant d’améliorer les performances de dispositifs de traitement optique de
l’information, pouvant être appliqués par exemple au stockage optique, au filtrage,
à la déflexion de faisceaux, à l’insertion-extraction …
Ces études, qui ont donné lieu à des collaborations avec
le LCFIO, Télécom Bretagne, le laboratoire de Photoniques et Nanostructures
(LPN) à Marcoussis, et Télécom SudParis sont
abandonnées.