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Optique quantique

Optique quantique

Présentation du groupe

Activités du groupe

L’optique quantique se définit par l’étude des systèmes physiques dans lesquels la lumière ou l’interaction lumière-matière doivent être décrits dans le cadre de la mécanique quantique. Le Groupe d’Optique Quantique oriente ses recherches vers la production, le contrôle et l’utilisation d’états quantiques de la lumière, ainsi que la manipulation d’objets quantiques par interaction avec de la lumière.

L’optique quantique trouve actuellement de nombreuses applications dans le domaine du traitement quantique de l’information et des communications quantiques, qui repose sur l’idée qu’un objet quantique (un atome unique, un photon unique, un état du champ lumineux à quelques photons) peut-être utilisé comme porteur d’information. Dans ce contexte, le Groupe d’Optique Quantique s’est intéressé aux protocoles de cryptographie quantique avec des états lumineux composés d’un petit nombre de photons. Il a ainsi pu réaliser plusieurs dispositifs de distribution de clef de chiffrage dont la sécurité repose sur les principes de la mécanique quantique. Au-delà de ces réalisations, il cherche à produire de nouveaux états non-classiques de la lumière. Il s’intéresse par ailleurs au piégeage et à la manipulation d’atomes uniques par des moyens optiques, cherchant à coder sur ces objets de l’information et à réaliser des opérations élémentaires entre eux, s’apparentant à des opérations de logique transposées au domaine quantique.

Ces différentes activités entrent dans le cadre de la nouvelle discipline appelée Information Quantique, sans pour autant se réduire à ce seul cadre. D’un point de vue plus général, il s’agit de produire et manipuler des états de la matière et du rayonnement qui n’ont pas d’équivalent classique et qui permettent l’approche expérimentale de questions fondamentales de la mécanique quantique, comme la mesure ou la non-localité.

Les travaux du groupe sont aujourd’hui fortement orientés vers la manipulation d’objets individuels ou de petits groupes d’objets. Les applications possibles de ces travaux s’inscrivent dans les domaines des nanotechnologies et de l’information quantique. Plus fondamentalement, il s’agit de produire des états fortement non classiques de façon contrôlée et de maîtriser leur couplage à l’environnement.

Mots Clés

Photons, Atomes uniques, Etats intriqués, Etats non-classiques de la lumière, Manipulation d'objets quantiques uniques, Information quantique, Cryptographie quantique.

Actualités

  • Le point sur l’information quantique

    Philippe Grangier et Antoine Browaeys, directeurs de recherche au Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique/CNRS nous aident à faire le point sur l'information quantique dans les émissions "Science Publique" sur France Culture et "La tête au carré" sur France Inter.

  • Perspective in Science

    Publication of a "perspective" article in Science, on April 15, by P. Grangier