Des possibilité commerciales pour des dispositifs quantiques connectables
Le projet QWAD, financé par l'UE, voulait concevoir des techniques photoniques révolutionnaires, et les faire passer du laboratoire aux applications concrètes. Il est parti du concept des guides d'ondes optiques puis, en renforçant les performances des circuits gravés par laser, il a cherché à identifier des applications sophistiquées et à préparer leur commercialisation. L'équipe du projet a découvert que les guides d'ondes gravés par laser permettent de réaliser des structures 3D hautement intégrées afin de fabriquer des simulateurs quantiques personnalisés et des nœuds photoniques pour ordinateur quantique. Ces dispositifs quantiques miniaturisés disposent d'un fort potentiel pour la mise au point de puces d'échange de clés quantiques, ce qui renforcerait la sécurité des données quantiques. De plus, les dispositifs mis au point durant le projet peuvent être ajoutés à d'autres systèmes de communication, évitant ainsi les mises à niveau coûteuses. De ce fait, la recherche quantique appliquée pourrait être bénéfique pour les PME d'Europe. Des communications plus sûres «Les techniques quantiques promettent de révolutionner le monde numérique, par exemple en renforçant la sécurité des communications», explique le coordinateur du projet, le professeur Harald Weinfurter de l'université Ludwig Maximilian à Munich en Allemagne. «Partant de ce constat, nous avons simplifié les composants optiques et réduit considérablement leur taille, afin de les intégrer dans un panneau qui rappelle une allumette en verre. Ce dispositif peut alors être connecté dans un équipement classique de communications optiques, pour les rendre plus sûres.» Actuellement, le marché initial des composants d'optique quantiques développés par QWAD est limité aux institutions de recherche, mais le professeur Weinfurter estime que le potentiel de marché des systèmes optiques non linéaires et des composants pour communication sécurisée va se développer. Élargir les perspectives de recherche Le projet QWAD a aussi élargi les possibilités pour les chercheurs dans le domaine quantique. Pour la première fois, la réalisation d'un système pleinement intégré de polarisation de la lumière a ouvert la voie à des dispositifs commerciaux portables, précis et économiques, permettant de manipuler et d'analyser la polarisation de la lumière. «Initialement, l'un des objectifs était en fait de comprendre comment fonctionne la gravure des guides d'ondes, et comment en tirer parti», souligne le professeur Weinfurter. «Les techniques existaient, mais grâce au travaux de notre partenaire Roberto Osellame et de son équipe du CNR-Milano, nous savons maintenant comment fabriquer une multitude de composants optiques sous forme de guides d'ondes. Cette avancée révolutionnaire permettra aux chercheurs de conduire davantage d'expériences de calcul et de simulation quantique.» En outre, après l'achèvement du projet QWAD fin 2015, le CNR-Milano a entamé la mise au point d'une méthode permettant de graver des guides d'onde sur un matériau cristallin et non pas vitreux. «Le verre est constitué d'un réseau qui ressemble un peu à une éponge, alors que le cristal est hautement structuré et requiert une nouvelle méthode pour fabriquer le guide d'ondes», explique le professeur Weinfurter. «La métrologie sera l'une des applications possibles de cette technique, lorsqu'elle sera au point. En effet, des états quantiques de la lumière peuvent permettre d'améliorer la précision ou de réaliser, comme cela a été démontré, une mémoire quantique pour la lumière.»
Mots‑clés
QWAD, dispositifs quantiques connectables, guides d'ondes optiques, techniques de polarisation de la lumière, FET, Technologies nouvelles et émergentes