Les quanta de lumière — les photons — forment la base de la distribution quantique des clés dans les réseaux cryptographiques modernes. Cependant, avant que l'énorme potentiel de la technologie quantique ne soit pleinement réalisé, plusieurs défis restent à relever. Une solution à l'un d'entre eux a maintenant été trouvée.

Dans un article publié dans la revue Science , les équipes dirigées par David Novoa, Nicolas Joly et Philip Russell rapportent une percée dans la conversion de fréquence de photons uniques, basée sur une fibre à cristal photonique (PCF) à noyau creux remplie d'hydrogène gazeux. Tout d'abord, un hologramme spatio-temporel de vibrations moléculaires est créé dans le gaz par diffusion Raman stimulée. Cet hologramme est ensuite utilisé pour une conversion de fréquence hautement efficace et préservant la corrélation de photons uniques. Le système fonctionne à une longueur d'onde réglable en pression, ce qui le rend potentiellement intéressant pour les communications quantiques, où des sources efficaces de photons uniques indiscernables ne sont pas disponibles à des longueurs d'onde compatibles avec les réseaux de fibres existants.

L'approche combine l'optique quantique, l'optique non linéaire à base de gaz, le PCF à noyau creux et la physique des vibrations moléculaires pour former un outil efficace qui peut fonctionner dans n'importe quelle bande spectrale de l'ultraviolet à l'infrarouge moyen, une plage de travail ultra-large inaccessibles aux technologies existantes. Les résultats peuvent être utilisés pour développer des outils à base de fibres dans des technologies telles que les communications quantiques et l'imagerie quantique améliorée. + Explorer plus loin

Photons uniques sur mesure :le contrôle optique des photons comme clé des nouvelles technologies