Les scientifiques ont besoin de photons individuels pour la cryptographie quantique et les ordinateurs quantiques. Les physiciens de Leiden ont maintenant démontré expérimentalement une nouvelle méthode de production. Parution dans Lettres d'examen physique le 23 juillet ^rd .

Quand on se parle, nous utilisons une large gamme d'outils de communication. Nous crions ou murmurons, utilisez une voix haute ou basse et parlez lentement ou rapidement. La lumière est aussi une riche source d'informations. Il peut varier en couleur, intensité, polarisation et flashs courts ou longs. La lumière se compose généralement d'innombrables particules, les photons. Mais si vous utilisez des photons uniques, vous accédez à un niveau d'information caché. Des phénomènes quantiques vont se produire, comme la rotation et l'enchevêtrement, permettant de communiquer dans le plus grand secret, ou pour résoudre des problèmes mathématiques complexes avec des ordinateurs quantiques. Cependant, produire des photons individuels n'est pas anodin. Les scientifiques cherchent des moyens de le faire aussi facilement que possible. Le groupe d'optique quantique de l'Université de Leiden a maintenant démontré expérimentalement une nouvelle méthode.

Les physiciens créent des photons uniques comme suit :un laser éclaire un grand atome artificiel (une boîte quantique) à l'intérieur d'une cavité optique. La cavité capte la lumière laser, qui continue de rebondir jusqu'à ce qu'il atteigne le point quantique. Dans la boîte quantique, un électron est excité, après quoi il retombe à son niveau d'énergie d'origine, émettant un seul photon. Mission accomplie. Mais, faire un tel véritable "tourniquet à photon unique, " où le phénomène sous-jacent est appelé "blocage de photons, " est très difficile car toute lumière laser résiduelle va gâcher les photons uniques.

Les chercheurs de Leiden ont maintenant fourni des preuves expérimentales d'une manière différente de produire des photons uniques. Les co-auteurs Vincenzo Savona et Hugo Flayac de l'EPFL Lausanne en ont proposé la théorie. Dans cette méthode, appelée blocage de photons non conventionnel, la boîte quantique à l'intérieur de la cavité est excitée par une lumière d'une certaine polarisation. L'interférence quantique fournit alors un faisceau de photons individuels. "Notre méthode fonctionne à travers un mécanisme physique fondamentalement différent, ", déclare l'auteur principal Henk Snijders. "C'est donc une découverte intéressante."