Une collaboration internationale de chercheurs, dirigée par Philip Walther de l’Université de Vienne, a réalisé une percée significative dans la technologie quantique, avec la démonstration réussie de l’interférence quantique entre plusieurs photons uniques à l’aide d’une nouvelle plate-forme économe en ressources. Le travail publié dans Avancées scientifiques représente une avancée notable dans l’informatique quantique optique qui ouvre la voie à des technologies quantiques plus évolutives.
L’interférence entre photons, phénomène fondamental en optique quantique, constitue la pierre angulaire de l’informatique quantique optique. Il s’agit d’exploiter les propriétés de la lumière, telles que sa dualité onde-particule, pour induire des modèles d’interférence, permettant le codage et le traitement de l’information quantique.
Dans les expériences multi-photons traditionnelles, le codage spatial est couramment utilisé, dans lequel les photons sont manipulés dans différents chemins spatiaux pour induire des interférences. Ces expériences nécessitent des configurations complexes comportant de nombreux composants, ce qui les rend gourmandes en ressources et difficiles à mettre à l’échelle.
En revanche, l’équipe internationale, composée de scientifiques de l’Université de Vienne, du Politecnico di Milano et de l’Université libre de Bruxelles, a opté pour une approche basée sur le codage temporel. Cette technique manipule le domaine temporel des photons plutôt que leurs statistiques spatiales.
Pour réaliser cette approche, ils ont développé une architecture innovante au laboratoire Christian Doppler de l’université de Vienne, utilisant une boucle de fibre optique. Cette conception permet une utilisation répétée des mêmes composants optiques, facilitant ainsi une interférence multiphotonique efficace avec un minimum de ressources physiques.
Le premier auteur Lorenzo Carosini explique : « Dans notre expérience, nous avons observé une interférence quantique entre jusqu’à huit photons, dépassant l’échelle de la plupart des expériences existantes. Grâce à la polyvalence de notre approche, le modèle d’interférence peut être reconfiguré et la taille de l’expérience peut être mis à l’échelle, sans modifier la configuration optique.
Les résultats démontrent l’efficacité significative des ressources de l’architecture mise en œuvre par rapport aux approches traditionnelles de codage spatial, ouvrant la voie à des technologies quantiques plus accessibles et évolutives.
Plus d’information:
Lorenzo Carosini et al, Interférence quantique multi-photonique programmable dans un seul mode spatial, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adj0993. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj0993