Une récente avancée dans le domaine de l'intrication quantique montre des avancées prometteuses dans les technologies quantiques, les scientifiques obtenant une interférence stable à deux photons avec une résolution double en utilisant des techniques dans le domaine fréquentiel. Crédit : Issues.fr.com
Les scientifiques ont introduit une forme révolutionnaire d’intrication quantique connue sous le nom de domaine fréquentiel. photon intrication numéro-chemin. Ce grand pas en physique quantique implique un outil innovant appelé séparateur de faisceau de fréquence, qui possède la capacité unique de modifier la fréquence de photons individuels avec un taux de réussite de 50 %.
Depuis des années, la communauté scientifique s’intéresse à l’intrication du chemin du nombre de photons dans le domaine spatial, un acteur clé dans les domaines de la métrologie quantique et des sciences de l’information. Ce concept implique des photons disposés selon un modèle spécial, connu sous le nom d'états NOON, où ils sont tous dans une voie ou une autre, permettant des applications révolutionnaires telles que l'imagerie à super-résolution qui dépasse les limites traditionnelles, l'amélioration des capteurs quantiques et le développement de l'informatique quantique algorithmes conçus pour les tâches nécessitant une sensibilité de phase exceptionnelle.
Dans un nouvel article publié dans Science de la lumière et applications, une équipe de scientifiques, dirigée par le professeur Heedeuk Shin du Département de physique de l'Université des sciences et technologies de Pohang, en Corée, a développé des états intriqués dans le domaine fréquentiel, un concept similaire aux états NOON du domaine spatial mais avec une torsion significative : au lieu que les photons soient divisés entre deux chemins, ils sont répartis entre deux fréquences. Cette avancée a conduit à la création réussie d'un état NOON à deux photons au sein d'une fibre monomode, démontrant une capacité à réaliser une interférence à deux photons avec le double de la résolution de son homologue à photon unique, indiquant une stabilité remarquable et un potentiel pour des applications futures. .
a, un schéma expérimental pour l'intrication dans le domaine fréquentiel. Deux photons de couleurs distinctes, rouge et bleu, sont injectés dans l'interféromètre construit avec deux séparateurs de faisceaux de fréquence. Ensuite, le motif d’interférence résultant est mesuré. b, Le motif d'interférence mesuré avec l'état NOON à deux photons, montrant une résolution multipliée par deux par rapport à son homologue à photon unique. c, Le motif d'interférence mesuré avec l'état à photon unique. Crédits : Dongjin Lee, Woncheol Shin, Sebae Park, Junyeop Kim et Heedeuk Shin
« Dans nos recherches, nous transformons le concept d’interférence entre deux trajets spatiaux et entre deux fréquences différentes. Ce changement nous a permis de canaliser les deux composantes de couleur via une fibre optique monomode, créant ainsi un interféromètre stable sans précédent », a ajouté Dongjin Lee, le premier auteur de cet article.
Cette découverte enrichit non seulement notre compréhension du monde quantique, mais ouvre également la voie à une nouvelle ère dans le traitement de l’information quantique dans le domaine fréquentiel. L’exploration de l’intrication dans le domaine fréquentiel signale des avancées prometteuses dans les technologies quantiques, qui pourraient avoir un impact sur tout, de la détection quantique aux réseaux de communication sécurisés.
