The institute
FEMTO's news

Imaging quantum interference of entangled photon pairs of extremely high dimensionality

Researchers from the Optics Department have developed an imaging device allowing the spatial and temporal resolution of the phenomenon of quantum interference between pairs of entangled photons of extremely high dimensionality. This work paves the way for the development of very high dimensional information protocols.

In a crystal, photons of a laser beam can split in pairs of lower frequency, the spontaneous down conversion (SPDC) phenomenon. The so-called twin, or entangled, photons of a pair form a single quantum object. Therefore, if they are sent on a beam-splitter they exit randomly, but both on the same output port. This is the famous Hong-Ou-Mandel (HOM) two-photon interference.

HOM interference is used in novel communication protocols, like quantum teleportation and quantum information processing, but until now without spatial resolution, by using bucket detectors. However, entanglement concerns all properties of twin photons, including their position in space and time, and here HOM interference is obtained for thousands of spatial as well temporal resolution cells, resulting in a total spatio-temporal dimensionality of 3 million.

In our HOM interferometer, spatial coincidences at the output ports are imaged on two cameras operating in photon counting mode. Since we control temporally, spatially, in polarization and in wavelength the indistinguishability between the photons of a pair, we have observed and quantified spatially and temporally the HOM interference at the quantum level, with a visibility of 60%, of more than 4000 photon pairs of extremely large spatio-temporal dimensionality.

Given the essential role played by two-photon HOM interference in most of the systems developed for quantum information processing, demonstrating that HOM interference can be obtained by manipulating quantum states of giant dimensionality opens the way for the development of very high-dimensional quantum information protocols using space and time variables.

This work has just been published in the journal Physical Review X and is highlighted in the CNRS news

Contact : Fabrice Devaux

Référence :

Imaging spatio-temporal Hong-Ou-Mandel interference of biphoton state of extremely high Schmidt number, F. Devaux, A. Mosset P.A. Moreau, et E.Lantz .
Physical Review X, 2020.
DOI : 10.1103/PhysRevX.10.031031

  • FEMTO Engineering partenaire du Carnot Télécom & Société numérique

    En juillet dernier le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche a renouvelé le label Carnot à l’Institut Télécom & Société Numérique (TSN) qui avait déposé une candidature en association avec le centre de développements technologiques de FEMTO-ST, à savoir FEMTO Engineering.

    Read more
  • 1er symposium national inter-labex

    Le 1er symposium national inter-labex« Excellence in Smart systems : les systèmes intelligents au service de la société » aura lieu le mercredi 23 novembre 2016, Besançon.

    Read more
  • Yannick Lefier récompensé lors de NFO-14

    Yannick Lefier (Doctorant de département d'Optique) vient de recevoir le prix du meilleur poster de la Conférence NFO-14.

    Read more
  • Leandro Rodrigues Cunha obtient un best paper award

    Leandro Rodrigues Cunha, doctorant au Département Mécanique Appliquée récompensé lors de la conférence ISMA/USD 2016.

    Read more
  • Mention spéciale du jury sur le salon Micronora 2016

    Le département d’optique de FEMTO-ST, à travers Nadège Courjal et son équipe, a développé une nouvelle technologie d’usinage à haut facteur de forme par découpe-polissage permettant la réalisation d’une nouvelle génération de composants optiques miniatures sur le matériau niobate de lithium. Cette innovation lui a valu la mention spéciale du jury sur le salon international des microtechniques ou l’institut FEMTO-ST est présent du 27 au 30 septembre.

    Read more
  • L'institut FEMTO-ST partenaire d'un programme européen Marie-Curie H2020 Innovative Training Networ

    The department of Optics of the FEMTO-ST research institute in Besançon
    in France currently has a vacancy for 2 3-years Ph.D positions working in
    the development of mid-infrared and ultraviolet supercontinuum fiber sources within the

    Read more
  • Vincent Laude reçoit le prix IEEE Carl Hellmuth Hertz 2016

    Prix international décerné annuellement par la société Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control (IEEE/UFFC), il a été remis, au titre de l'année 2016 ce lundi 19 septembre à Tours, à Vincent Laude, chercheur à l’institut FEMTO-ST, pour ses « contributions substantielles à la physique des cristaux phononiques et des interactions entre son et lumière ».

    Read more
  • Rencontre thématique GDR Ondes

    "À la frontière de l’optique et de l’acoustique : optomécanique, cristaux phoxoniques, effet Brillouin, acousto-optique"

    Read more
  • L’ingénierie des métamatériaux révolutionne le confort sonore

    Solutions isolantes ultra-efficaces et d’épaisseur très fine, les métamatériaux acoustiques développés par une équipe de chercheurs de FEMTO-ST promettent de s’affranchir du bruit et des nuisances sonores. Le projet est accompagné par le programme de prématuration du CNRS.

    Read more
  • Micky Rakotondrabe reçoit le prix "Big on small"

    Le prix scientifique international "Big on small" remis à Micky Rakotondrabe (département AS2M) pour ses travaux en micromécatronique.

    Read more