Le projet BRISQ2, financé par l'UE et ciblant le potentiel de la BSV dans le domaine quantique, a enregistré des progrès notables dans la compréhension de la mécanique quantique à l'échelle macroscopique. Cet état quantique particulier de la lumière est connu depuis les années 1960, mais ce n'est que récemment qu'il fait l'objet d'une attention scientifique sérieuse.
«Nous avons démontré que cet état de la lumière peut servir dans plusieurs cas comme l'imagerie, la communication et la métrologie, alors que les méthodes traditionnelles semblent avoir atteint leurs limites», déclare le coordinateur du projet, le Dr Maria Chekhova, directrice rayonnement quantique au Max-Planck Institute des sciences de la lumière en Allemagne.
«Ce projet nous a permis de personnaliser les propriétés spectrales et spatiales de cet état de la lumière, et de démontrer sa nature quantique. Nous avons aussi mis au point un nouveau type de générateur paramétrique optique utilisant cette lumière.»
De nouveaux protocoles pour la BSV
De fait, le projet a conduit à la mise en œuvre de plusieurs protocoles relatifs à la BSV. «Le principal d'entre eux concerne l'imagerie microscopique dont la sensibilité dépasse les limites classiques, y compris un moyen pour juste 'repérer' un objet très faible sur un fond bruité», ajoute le Dr Chekhova.
Les scientifiques s'intéressent à l'informatique quantique car elle assure un traitement plus rapide des informations et un transfert plus sûr, découlant des lois de la mécanique quantique. Elle dispose d'un potentiel immense face à l'augmentation de la demande en données, et alors que les méthodes classiques de transfert de l'information atteignent leurs limites.
Actuellement, l'informatique quantique fonctionne avec des objets très petits comme des atomes, des ions, des molécules, et (tout spécialement) des photons. L'inconvénient de ces objets est qu'ils ne peuvent interagir aisément, entre eux ou avec d'autres systèmes, ce qui limite leurs applications.
En revanche, les états macroscopiques (brillants) de la lumière n'ont pas cet inconvénient car leur luminosité (le nombre de photons par mode de rayonnement) détermine l'efficacité de leurs avec la lumière ou la matière. En outre et contrairement aux états cohérents compressés, la lumière BSV bénéficie de corrélations parfaites du nombre de photons.
«Nous voulions étudier les propriétés de cette lumière, en particulier quantiques, car elles pourraient la rendre intéressante pour transporter de l'information quantique», explique le Dr Chekhova. L'équipe du projet a commencé par démontrer que la structure de la BSV était identique à celle de la lumière à 2 photons. Grâce à leurs expériences sur la lumière à 2 photons, les chercheurs ont trouvé comment filtrer un seul mode spatial de la BSV, sans engendrer de pertes notables.
Ils ont ensuite étudié diverses caractéristiques quantiques, la plus importante étant l'intrication. «Pour différents états de la BSV, nous avons montré théoriquement que l'intrication évolue exponentiellement avec le nombre moyen de photons», souligne le Dr Chekhova.
La plupart des scientifiques acceptent désormais la validité de la mécanique quantique, mais un débat persiste sur le fait de savoir si le comportement quantique est réservé aux seuls objets microscopiques. Le projet BRISQ2 a contribué à ce débat en observant des effets quantiques avec de la lumière, à l'échelle macroscopique.
Pour plus d'informations, veuillez consulter:
site web du projet BRISQ2.
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