Une équipe de scientifiques a développé une configuration optique pour envoyer de la lumière quantique à travers une fibre de localisation
Illustration schématique de l'expérience. Image : Alexander Demuth et al., Physique des communications
Dans une expérience menée par des physiciens, unLa fibre optique à division de phase relie l'émetteur et le récepteur. Le premier est une source de lumière quantique. Il génère des paires de photons corrélés quantiques par down-conversion paramétrique spontanée dans un cristal non linéaire.
Au cours du processus de génération, un photon de haute énergie est converti en paires de photons, chacun ayant une énergie inférieure. La longueur d'onde d'une telle paire est de 810 nm.
En tant que récepteur, les physiciens ont utiliséune caméra matricielle avec une diode à avalanche à photon unique (SPAD). Une telle caméra, contrairement aux caméras CMOS conventionnelles, est si sensible qu'elle peut détecter des photons uniques avec des niveaux de bruit extrêmement faibles, expliquent les scientifiques. De plus, il a une très grande résolution temporelle, de sorte que le temps "d'arrivée" des photons uniques est connu avec une grande précision.
Fibre à division de phase :structure fibreuse (a), schéma de propagation de la lumière dans les fibres idéales (b) et réelles (c). Dans le second cas, la lumière est partiellement diffusée, sautant entre les modes localisés. Image : Alexander Demuth et al., Physique des communications
Au cours de l'expérience, le réseau SPAD a découvert etidentifier les paires de photons qui arrivent en même temps (match). Comme les paires sont corrélées quantiquement, savoir où se trouve l'un des deux photons indique l'emplacement de l'autre photon. L'équipe a testé cette corrélation avant et après l'envoi de lumière quantique, montrant avec succès que l'anticorrélation spatiale des photons persiste effectivement.
Les chercheurs continuent de travailler suramélioration de la technologie. Ils prévoient notamment de créer une fibre optique qui minimisera les effets d'atténuation, ce qui augmentera la portée de transmission des données associées.
Contrairement à l'optique monomode conventionnelleles fibres qui transmettent des données via un seul noyau, la fibre à division de phase (PSF) ou la fibre de localisation Anderson avec division de phase se compose de nombreux filaments de verre intégrés dans une matrice de verre avec deux indices de réfraction différents. Puisqu'il y a deux indices de réfraction dans le matériau, cela crée un désordre latéral qui se traduit par une localisation transversale (bidimensionnelle) d'Anderson de la lumière dans le matériau.
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En couverture : une illustration d'un dispositif de transmission de lumière quantique. Image : ICFO/ A. Cuevas