Ingénierie et manipulation d`états quantiques pour l
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Ecole Doctorale Sciences Fondamentales et Appliquées Université Nice Sophia Antipolis UFR Sciences Proposition de Sujet de Thèse pour Contrat Doctoral UNS Adresse e-mail à utiliser pout toute correspondance : [email protected] Titre de la thèse Ingénierie et manipulation d'états quantiques pour l’information quantique en régime de variables continues Thesis Title Quantum state engineering and manipulation for continuos variables quantum information Directeur de Thèse (HDR ou assimilé) Nom : Tanzilli Prénom : Sébastien Téléphone : 04 92 07 67 68 Courriel : [email protected] Laboratoire d'accueil LPMC Co-directeur Nom : D'Auria Prénom : Virginia HDR : Non Unité de recherche : LPMC Téléphone : 0492076761 Courriel : [email protected] Domaine Scientifique DS2 - Physique Ecole Doctorale Sciences Fondamentales et Appliquées Université Nice Sophia Antipolis UFR Sciences Description du sujet Le sujet de thèse proposé s’inscrit dans le cadre de la recherche en information quantique. D’une manière générale, cette discipline ambitieuse et compétitive, a pour objectif d’exploiter les propriétés de la physique quantique afin de réaliser des tâches difficiles, voire impossible, à accomplir avec les techniques classiques liées au à la communication et au traitement de l’information. D’un point de vu expérimental, cela repose sur le codage de bits d’information quantique (qubits) sur des objets quantiques ainsi que leur manipulation cohérente et leur détection. La lumière s’est naturellement imposée comme le vecteur idéal pour le transport de l’information, d’une part en raison de la possibilité de générer des états optiques non classiques à des longueurs d’onde « télécom » compatibles avec la transmission par fibre optique, d’autre part en vertu de la possibilité de les interfacer avec la matière dans des architectures complexes de type réseau quantique. En particulier, la génération de photons ou de faisceaux dits « intriqués » et corrélés à un niveau quantique s’est affirmée comme une ressource fondamentale dans le cadre de la cryptographie quantique et des communications sécurisées sur longue distance. Aujourd’hui, les efforts de la communauté de l’optique quantique sont orientés vers la réalisation de système optiques de plus en plus performants et maniables en vue d’application hors laboratoire. Cela se marie avec les progrès des technologies de l’optique non-linéaire, qui permettent la génération efficace d’états optiques quantiques, et de la photonique intégrée, qui ouvre à la possibilité de miniaturiser les expériences grâce à l’intégration de plusieurs fonctions optiques sur une même puce. Dans ce cadre, l’objectif de cette thèse est de développer et de tester des sources de faisceaux optiques intriqués en ce qui concerne les propriétés des variables continues des champs optiques associés (telles que la phase ou l’amplitude du champ ; on parle d’intrication à variables continues). L’avantage de ce type d’intrication est qu’elle peut être générée d’une manière déterministe à la sortie d’un composant optique non-linéaire. Le travail de thèse s’articulera de la manière suivante : - Dans un premier temps, le (la) candidat(e) développera une source de faisceaux intriqués émis à une longueur d’onde télécom et dont la longueur d’onde centrale soit activement stabilisée sur une transition atomique. Les faisceaux seront générés via l’exploitation des propriétés optiques non-linéaires d’un guide d’onde inscrit sur un substrat de niobate de lithium et analysés par des techniques d’interférométrie homodyne dans un système entièrement fibré. On précise que, jusqu’à présent, aucune expérience d’intrication en variables continues n’a jamais été réalisée dans une configuration optique entièrement guidée. L’objectif à court terme de cette expérience inédite est de réaliser un système compact, versatile et performant, candidat idéal pour l’implémentation « real world » des communications quantiques en variables continues. - Sur la base de l’expérience acquise au point précèdent et en collaboration avec l’équipe de photonique intégrée sur niobate de lithium du laboratoire, le (la) candidat(e) réalisera et utilisera une puce photonique qui intègre dans un seul composant la génération, la manipulation et la détection d’états non classique en variables continues. Ce schéma, déjà exploité et maitrisé dans le cadre des activités de l’équipe en régime de photon unique, correspond à une véritable nouveauté dans le cadre de l’optique quantique Ecole Doctorale Sciences Fondamentales et Appliquées Université Nice Sophia Antipolis UFR Sciences en variables continues. Les connaissances potentiellement acquises et/ou à développer pour ce projet de thèse s’articulent autour de l’optique quantique, l’optique non-linéaire et l’optique intégrée/guidée. Aussi, ce travail offrira au (à la) candidat(e) la possibilité d’acquérir des compétences expérimentales dans les domaines des fibres optiques et des composants télécoms, de la détection de signaux optiques classiques et quantiques, de l’électronique avancée et, selon les affinités, des technologies de l’optique intégrée sur niobate de lithium. De plus, les expériences d’optique quantique offrent d’une manière générale la possibilité d’aborder les sujets étudiés dans les expériences également d’un point de vue de la modélisation théorique ; ainsi, l’étude et la manipulation cohérente d’états non classiques permettront au thésard d’acquérir des compétences relatives au formalisme théorique de l’optique quantique en variables continues. Ce projet de thèse se situe dans le cadre du contrat ANR SPOCQ (http://www.agence-nationale-recherche.fr/?Project=ANR-14-CE32-0019). Site web équipe “Information Quantique avec la Lumière et la Matière (QILM)” du LPMC : http://lpmc.unice.fr/spip.php?article851 Description of the thesis Informations complémentaires Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
