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31/07/2019Résultats scientifiquesOptique quantiqueRéseaux quantiques

Nanofibre et atomes froids : une nouvelle plateforme quantique

En utilisant quelques milliers d’atomes froids piégés à proximité d’une fibre optique, des chercheurs du LKB ont créé pour la première fois un état atomique intriqué pouvant être stocké et lu ultérieurement sous la forme d’un photon unique guidé.

L’intégration d’atomes froids avec des guides d’onde nanoscopiques a suscité un vif intérêt ces dernières années, donnant ainsi naissance à un domaine de recherche en plein essor : l’électrodynamique quantique en guide d’onde. De telles plateformes devraient permettre une intégration plus facile et de meilleures performances que celles des dispositifs en espace libre, aboutissant finalement à des technologies sur puce pour un futur Internet quantique.

De plus, le mariage atomes froids-nanophotonique ouvre de nouvelles directions pour l‘exploration des interactions atome-photon, grâce aux paramètres inexplorés que cette approche peut offrir. En modifiant la structure du guide d’onde, il est en effet possible d’augmenter l’interaction entre la lumière et les atomes en passage unique, ou encore de réaliser des interactions de portée accordable entre les atomes.

Jusqu’à présent, les progrès expérimentaux ont toutefois été très limités en raison de la difficulté à marier ces deux mondes. En utilisant quelques milliers d’atomes froids piégés à proximité d’une fibre optique, des chercheurs du LKB ont créé pour la première fois un état atomique intriqué pouvant être stocké et lu ultérieurement sous la forme d’un photon unique guidé.

Lien vers l’article complet : https://inp.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/nanofibre-et-atomes-froids-une-nouvelle-plateforme-quantique

En utilisant des réseaux 1D d’atomes de césium autour d’une nanofibre, des chercheurs du Laboratoire Kastler Brossel ont réalisé un état intriqué de plusieurs milliers d’atomes et ont réussi à lire cette superposition quantique sous la forme d’un photon unique guidé. © LKB (CNRS/Sorbonne Université/ENS Paris/Collège de France)
Image d’une nanofibre optique (en rouge) à l’intérieur d’une chambre à vide. Des atomes froids sont piégés autour de la fibre, à environ 200 nanomètres de la surface, et interfacés via la lumière guidée. Ces « atomes fibrés » constituent une plateforme intégrée pour les réseaux d’information quantique et un nouveau champ d’investigation pour l’électrodynamique quantique en guide d’onde. © N. V. Corzo, LKB (CNRS/Sorbonne Université/ENS Paris/Collège de France)

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