Optique guidée pour la communication quantique sur longue distance
Résumé
Les guides optiques intégrés sur du niobate de lithium polarisé périodiquement (guides PPLN), associés aux composants télécoms standards, constituent aujourd'hui l'une des principales ressources technologiques pour les expériences de communication quantique fibrées. En effet, la structure guidante offre à la fois un bon couplage avec les fibres optiques et un fort confinement des ondes pour l'obtention d'effets non linéaires exacerbés. D'une part, le régime de conversion paramétrique a permis l'obtention de sources de paires de photons intriqués ultra-efficaces et utiles aux protocoles de cryptographie quantique, mais aussi de téléportation et permutation d'intrication qui sont à la base des relais quantiques. D'autre part, le régime de génération de fréquence somme entre un laser de pompe et un photon télécom a ouvert une nouvelle voie pour la détection infrarouge, ainsi que pour le couplage entre lignes de distribution d'information quantique et mémoires quantiques atomiques opérant dans le visible. Dans ce cadre, nous introduirons les relais quantiques employés pour étendre la portée des réseaux de communication quantique. Nous détaillerons deux expériences menées au laboratoire, l'une consistant en un relais dans la configuration de permutation d'intrication, et l'autre sous la forme d'une "puce relais" dédiée au protocole de téléportation via l'intégration de plusieurs fonctions telles qu'un générateur de paires de photons et coupleurs directionnels à contrôle électro-optique.