Génération d'états quantiques dans le domaine fréquentiel et leur manipulation par traitement de signal électro-optique ultra-rapide

 

Roberto Morandotti

Institut national de la recherche scientifique

 

Domaine : technologies de l'information et des communications

Programme : projet de recherche en équipe

Concours 2017-2018

L'intégration massive de différents appareils en réseau prévue dans un futur proche va impliquer l'exploitation de nouvelles technologies. Une nouvelle approche basée sur les lois de la mécanique quantique émerge comme une technologie révolutionnaire pour le traitement de gros volumes de données. À cet effet, le but de ce projet concerne la réalisation et le contrôle d'états quantiques à haute dimension ainsi que la démonstration de portes quantiques sous forme intégrée et compacte, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle ère informatique de type quantique.

Les activités de recherche proposées seront basées sur les récents résultats des deux responsables du projet, à savoir la démonstration d'un peigne de fréquence dit d'états quantiques et l'utilisation de l'effet Talbot spectral / temporel. Les objectifs concrets comprennent le développement de l'intrication en fréquence à haute dimension, la mise en forme électro-optique de photons uniques, le contrôle de l'état quantique à base de l'effet Talbot, et la réalisation de portes quantiques en fréquence. Notre approche est basée sur l'exploitation des techniques de modulation optique ultra-rapide en combinaison avec des sources de photons intégrées.

Pour que cette vision devienne réalité, un instrument fondamental est nécessaire, à savoir une soudeuse de fibres à maintien de polarisation, pour la réduction des pertes optiques, obstacle à la détection et la caractérisation des états de lumière non-classiques (c.-à-d. quantiques). Les avantages liés à notre projet de recherche sont doubles. Ils ouvriront la voie au développement de nouvelles technologies de pointe, tout en favorisant la formation de personnel hautement qualifié, en conformité avec les besoins de l'industrie et de la société québécoise.