Les progrès de la technologie de l’information quantique ouvrent la voie à un transfert de données plus rapide et plus efficace. L’un des principaux défis a été de garantir que les qubits, unités fondamentales de l’information quantique, puissent être transférés entre différentes longueurs d’onde sans perdre leurs propriétés essentielles, telles que la cohérence et l’intrication.
Comme signalé dans Photonique avancéedes chercheurs de l’Université Jiao Tong de Shanghai (SJTU) ont récemment fait des progrès significatifs dans ce domaine en développant une nouvelle méthode de conversion de fréquence à large bande, une étape cruciale pour les futurs réseaux quantiques.
L’équipe SJTU s’est concentrée sur une technique utilisant du niobate de lithium à couche mince découpé en X (TFLN), un matériau connu pour ses propriétés optiques non linéaires. Ils ont réussi à générer une seconde harmonique à large bande – un processus important pour convertir la lumière d’une longueur d’onde à une autre – avec une bande passante remarquable allant jusqu’à 13 nanomètres. Ceci a été accompli grâce à un processus appelé hybridation de modes, qui permet un contrôle précis de la conversion de fréquence dans un résonateur micro-hippodrome.
Selon l’auteur correspondant, le professeur Yuping Chen, « un processus non linéaire efficace de second ordre avec une bande passante de pompe largement réglable est un objectif poursuivi depuis longtemps, en raison des applications étendues dans les réseaux de multiplexage par répartition en longueur d’onde, la non-linéarité des impulsions ultracourtes, la distribution de clés quantiques et génération de sources à photons uniques à large bande.
« Grâce aux grands progrès réalisés dans la technologie de fabrication sur la plate-forme TFLN, ces travaux ouvriront la voie à une conversion de fréquence non linéaire à l’échelle d’une puce entre les impulsions optiques ultracourtes et même les états quantiques. »
Cette avancée pourrait avoir de vastes implications pour les systèmes photoniques intégrés. En permettant une conversion de fréquence réglable sur puce, il ouvre la porte à des sources de lumière quantiques améliorées, à un multiplexage de plus grande capacité et à un traitement optique multicanal de l’information plus efficace. À mesure que les chercheurs continuent d’explorer ces technologies, le potentiel d’expansion des réseaux d’information quantique augmente, nous rapprochant de la réalisation de leurs pleines capacités dans diverses applications.
Plus d’informations :
Tingge Yuan et al, Amélioration de la bande passante non linéaire à l’échelle de la puce via l’hybridation en mode biréfringent, Photonique avancée (2024). DOI : 10.1117/1.AP.6.5.056012