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Manipuler l'intrication de deux émetteurs quantiques

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Manipuler l'intrication de deux émetteurs quantiques

L'intrication consiste à enchevêtrer les états quantiques de plusieurs objets jusqu’à pouvoir former un état collectif où la réalité individuelle de chaque objet disparaît. Le contrôle et la manipulation d’états quantiques intriqués sont cruciaux pour le développement des technologies quantiques. Un des moyens d'utiliser cette propriété de la mécanique quantique est de coupler des émetteurs de lumière quantiques piégés dans un solide transparent via leurs interactions dipôle optique-dipôle optique cohérentes. Réaliser cette technique est en soi un défi car elle nécessite de trouver des nano-émetteurs à la fois voisins spatialement à l’échelle nanométrique et quasi-identiques spectralement. Pouvoir manipuler le degré d’intrication de tels nano-objets emprisonnés de manière rigide dans leur matrice cristalline, en est un autre.

Des physiciens du LP2N du groupe Nanophotonics, viennent de relever ces deux défis en mettant au point une méthode d’imagerie fonctionnant à température cryogénique (2 Kelvins) qui permet de localiser des paires de molécules fluorescentes couplées parmi des millions d’autres isolées. 
    

Ces résultats font l’objet d’une publication dans le journal Nature Communications, où les auteurs s’attachent à démontrer leur capacité à atteindre un régime d’intrication maximal avec la production d’états proches d’états de Bell, où l’état subradiant acquiert une longue durée de vie radiative en devenant un état presque noir. Cette possibilité d’intriquer ou dés-intriquer sur demande les états électroniques ouvre la voie à la réalisation de portes logiques quantiques rapides à l’échelle sub-nanoseconde sur des systèmes quantiques délocalisés.

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