Information et optique quantiques
Cet axe réunit des recherches expérimentales et théoriques qui s’appuient sur les concepts fondamentaux de la physique quantique pour développer des applications en information quantique, communication quantique et simulation quantique.
Une part importante de cette thématique repose sur la génération d’états non classiques de la lumière appliqués à la réalisation de réseaux quantiques complexes, à l’étude de la limite quantique d’une mesure interférométrique ou à la manipulation de systèmes opto-mécaniques. Les expériences reposent aussi sur la manipulation d’atomes ultra-froids pour la réalisation de mémoires quantiques et la simulation quantique de problèmes à N corps.
Les Equipes
Trois équipes composent cet axe :
Atomes de Rydberg
L’équipe Atomes de Rydberg manipule des atomes de Rydberg circulaires individuels pour la réalisation de simulations quantiques. Les simulateurs réalisés exploitent les propriétés uniques de ces atomes géants, de fortes interactions dipôle-dipôle et des temps de vie particulièrement élevés, pour atteindre des régimes encore inexplorés. L’équipe réalise des expériences permettant le piégeage dans des réseaux de pinces optique de niveaux de Rydberg circulaires du Rubidium ou du Strontium, ou l’inhibition de leur émission spontanée.
Optique quantique
L’équipe Optique quantique s’intéresse à la génération d’états quantiques du rayonnement, à l’étude des limites de sensibilité dans les mesures optiques et à l’étude des propriétés quantiques des systèmes optiques ayant de très nombreux degrés de liberté, spatiaux ou temporels (optique quantique multimode). La manipulation des fluctuations quantiques de la lumière, en générant des corrélations quantiques et des états intriqués, permet de réaliser des mémoires pour stocker l’information quantique des dispositifs de traitement quantique de l’information.
Le groupe s’intéresse également à des sujets à l’interface avec la physique de la matière condensée, tels que les gaz quantiques de polaritons dans les micro-cavités semiconductrices, et la production de photons uniques ou intriqués avec des nano-cristaux semiconducteurs.
Optomécanique et mesures quantiques
L’équipe Optomécanique et mesures quantiques étudie les effets quantiques de la pression de radiation et l’intrication par couplage optomécanique entre la lumière et des micro ou nano-résonateurs mécaniques. Au-delà de la compréhension des limites quantiques dans les mesures optiques, ces études ont des applications dans les dispositifs ultrasensibles tels que les antennes gravitationnelles et pour l’observation des fluctuations quantiques d’un résonateur mécanique macroscopique.