Paranovni - Sciences Parallèles

Prenez un photon à Paris et un autre à Tokyo : s'ils sont « intriqués », ils sont interdépendants et la mesure des propriétés de l'un permet de connaître instantanément les propriétés de son jumeau, quelque soit la distance les séparant. Cette mystérieuse propriété, appelée « intrication », a un grand potentiel d'application dans les domaines de l'information, tels que la cryptographie, l'ordinateur ou la téléportation quantiques. Habituellement, les chercheurs utilisent des sources de paires de photons - ou jumeaux- intriqués faciles à mettre en place (un laser transformant un photon en deux photons de couleur différente) mais avec une brillance très faible : moins d'une impulsion sur 100 contient effectivement une paire de photons intriqués ce qui limite fortement le débit de toute communication quantique. De plus, la taille de ces sources les rend difficile à intégrer dans des microsystèmes.

Une équipe du Laboratoire de Photonique et de Nano-structures (LPN) du CNRS a mis au point une source lumineuse de photons intriqués 20 fois plus brillante que tous les systèmes existants. Les chercheurs ont inventé un système original de « molécule photonique » dans laquelle une boîte quantique⁽¹⁾ semi-conductrice émet une paire de photons intriqués par impulsion excitatrice. Cette molécule photonique constitue un piège pour chacun des photons de la paire et permet de les collecter efficacement. La source ainsi réalisée fonctionne à un débit d'une paire de photons collectée toutes les 8 impulsions (contre moins d'une paire toutes les 100 impulsions obtenue jusqu'à présent). A terme, les chercheurs devraient atteindre un débit proche d'une paire de photons par impulsion. Grâce à ce dispositif, des diodes électroluminescentes de paires de photons intriqués pourront par exemple être fabriquées et présenter des débits proches du gigahertz (c'est-à-dire de l'ordre du milliard de hertz). Les scientifiques du LPN ont par ailleurs montré que l'utilisation de ce concept de « molécule photonique » permet d'améliorer la qualité de l'intrication des paires de photons émises.