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Imager l’interférence de photons intriqués de dimensionalité géante

Une équipe d’opticiens a développé un dispositif d’imagerie permettant la résolution spatiale et temporelle du phénomène d’interférence quantique entre des paires de photons intriqués. Ces travaux ouvrent la voie au développement de protocoles d’information à très haute dimension

Dans un système de traitement de l'information quantique (transmission, calcul...), le nombre d'états possibles du système (sa dimensionnalité) conditionne la capacité de traitement en parallèle, et finalement sa puissance. Or, jusqu'ici, les dispositifs d'interférence dite de Hong-Ou-Mandel (HOM) à deux photons intriqués n'utilisent que des détecteurs ponctuels (des photodiodes) sans résolution spatiale, alors que l'intrication concerne toutes les propriétés des photons jumeaux, y compris leur position dans l'espace.

Un dispositif mis au point par une équipe de l'Institut FEMTO-ST permet d'exploiter la grande dimensionnalité spatio-temporelle de milliers de paires de photons intriqués. Dans l'interféromètre conçu par les chercheurs, en se basant sur leur savoir-faire en imagerie quantique, les détecteurs ponctuels ont été remplacés par des capteurs CCD matriciels sensibles aux photons uniques.

Grâce à ce dispositif, qui permet de contrôler temporellement, spatialement, en polarisation et en longueur d’onde, l’indiscernabilité entre les photons d’une paire, ils ont observé et quantifié l’interférence HOM de plus de 4000 paires photons intriqués de grande dimensionnalité spatiale et temporelle (dimensionnalité spatio-temporelle totale des photons intriqués de l’ordre de 3 millions).

En démontrant que l'interférence HOM peut être obtenue en manipulant des états quantiques de dimensionnalité géante, cette expérimentation ouvre la voie au développement de protocoles d'information quantique à très haute dimension utilisant des variables spatiales et temporelles.

Ces travaux viennent d’être publiés dans la revue Physical Review X et sont mis en avant dans l’actu de l’INSIS/CNRS

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

  • Best Paper Award - IEEE SERE'2014

    L'équipe VESONTIO (département DISC) a été récompensée par un "Best Paper Award" lors de la conférence IEEE on Software Security and Reliability (SERE'2014) qui s'est déroulée à San Francisco du 30 juin au 2 juillet 2014.

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  • Ecole d’été internationale 2014 « Diagnostic et Pronostic de piles à combustible »

    Du 1er au 4 juillet 2014, la fédération FCLAB organise une école d’été internationale sur le sujet du Diagnostic et du Pronostic de piles à combustible.

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  • FEMTO-ST organise la conférence internationale AIM 2014

    Organisée annuellement, alternativement aux Etats-Unis, en Asie et en Europe, la conférence internationale IEEE/ASME « Advanced Intelligent Mechatronics » est la plus importante conférence scientifique mondiale couvrant le domaine de la mécatronique avancée.
    Pour sa 13ème édition, elle se tiendra pour la première fois en France, à Besançon, du 7 au 11 juillet 2014, et rassemblera près de 350 chercheurs venus du monde entier.

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  • Présence de FEMTO-ST sur la foire de Hanovre

    L'équipe Systèmes Hybrides et Pile à combustible (SHPAC) du département Energie de FEMTO-ST, membre de la fédération de recherche CNRS FCLAB, sera présente à la foire d'Hanovre du 7 au 11 avril prochain pour présenter les résultats du projet européen D-CODE qui vise à améliorer les conditions opératoires du système pile à combustible afin d'augmenter sa durée de vie.

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  • Journée de présentation du réseau national des grandes centrales de technologie

    La journée annuelle de présentation du réseau Renatec-Leti se déroule jeudi 20 mars dans chacune des 7 centrales du réseau national RTB. Elle permet de faire le lien entre ceux qui ont des besoins dans le domaine des micro et nanotechnologies (académiques, industriels, PME, start-up) et les ressources technologiques disponibles au sein de ces centrales réparties sur l’ensemble du territoire.
    A Besançon, cette journée est organisée par l’institut FEMTO-ST et se déroule de 10h à 16h dans ses locaux et à la maison des microtechniques.

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  • Le plein d'hydrogène

    Alors que le problème du rejet des particules fines par les voitures diesel est au cœur des débats, l'utilisation de l'hydrogène comme combustible est une alternative sérieuse et intéressante.
    Mais il reste des freins au développement de l'hydrogène, notamment son stockage. Un stockage qui doit être sûr, fiable, avec des réservoirs qui puissent se remplir et se vider assez vite. À l'Institut FEMTO-ST, David Chapelle et Ali Haidar Zeaiter étudient le stockage de l'hydrogène dans les alliages solides.

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  • Voyage au centre d'une fibre optique

    Tous les ans, des millions de kilomètres de fibres optiques sont installés dans le monde. Ces longs cheveux de verre permettent de transmettre de très grandes quantités d'informations sous forme de lumière.
    Jean-Charles Beugnot, chercheur à l'Institut FEMTO-ST, utilise les fibres optiques de façon un peu différente. Il modifie les propriétés de la lumière, comme sa couleur. L'un de ses objectifs est de mettre au point des réseaux optiques, plus rapides et plus économiques en énergie.

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  • Premier rotor nanométrique sur une surface de silicium

    Le groupe Nanoscience de FEMTO-ST, en collaboration avec le CEMES à Toulouse, a réussi à mettre au point le premier rotor nanométrique sur une surface de silicium. La rotation du nano-rotor est induite par la température et elle est observée par microscopie à effet tunnel à température ambiante. Ces résultats sont publiés dans la revue ChemPhysChem. L’éditeur a choisi d’illustrer la couverture intérieure de son numéro de février par une vue artistique représentant la rotation des molécules sur la surface.

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  • Journée du réseau national des grandes centrales de micro et nanofabrication

    Une journée nationale d’information et d’échange se déroulera le 20 mars prochain, en parallèle dans chacune des grandes centrales du réseau RTB. A Besançon, elle aura lieu de 10h à 16h au sein de la centrale de technologie de FEMTO-ST située à Temis Innovation –Maison des Microtechniques

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  • 3ème édition du séminaire croisé LMB/ FEMTO-ST

    La troisième édition du séminaire croisé entre le Laboratoire de Mathématiques de Besançon et l'institut FEMTO-ST se déroulera le mardi 18 février prochain dans les locaux de l'UFR-ST

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