La photonique jouera certainement un rôle central dans le développement des technologies pour l’information et les communications quantiques. L’intégrabilité, le fonctionnement à température ambiant et la compatibilité avec le réseau télécom sont des éléments clés pour les futurs composants quantique. A. Orieux et collaborateurs au Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (Université Paris Diderot et CNRS) en collaboration avec le Laboratoires LPN et ISMO ont reporté dans Physical Review Letters la première source semiconductrice III-V de photons intriqués fonctionnant à température ambiante et aux longueurs d’onde télécom.
Le dispositif est une microcavité ruban dans laquelle un faisceau de pompe transverse génère des paires de photons intriqués en polarisation par conversion paramétrique. L’état du système est caractérisé via une tomographie quantique qui démontre une fidélité de 83% à un état maximalement intriqué impliquant une violation des inégalités de Bell. L’approche proposée par les auteurs évite la post-manipulation des photons générés et est particulièrement adaptés pour des architectures photoniques quantiques modulaires. Un modèle théorique prenant en compte les détails expérimentaux permet d’interpréter et contrôler le niveau d’intrication généré.
La compatibilité du dispositif avec l’injection électrique et la grande versatilité de l’état à deux photons généré font de cette source un candidat très prometteur pour l’optoélectronique quantique intégrée.
Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une collaboration durable entre l’équipe DON et l’équipe THEORIE du Laboratoire MPQ.
Figure :
Schéma du set-up pour la génération directe d’états de Bell : une microcavité semiconductrice est éclairé avec un faisceau de pompe transverse passant à travers un biprisme de Fresnel. Les photons intriqués contrapropageants sont émis par les deux facettes du dispositif.
Contact :
sara.ducci@univ-paris-diderot.fr
Référence :
Direct Bell States Generation on a III-V Semiconductor Chip at Room Temperature.
A. Orieux, A. Eckstein, A. Lemaître, P. Filloux, I. Favero, G. Leo, T. Coudreau, A. Keller, P. Milman, and S. Ducci Physical Review Letters 110, 160502 (2013).