DOSSIER
Communications quantiques
flexible de qualité industrielle , afin de démontrer la distribution reconfigurable de l ' intrication entre plusieurs utilisateurs [ 5 ]. Les photons de chaque paire sont séparés de façon déterministe dans des canaux de fréquence appariés en énergie et sont distribués aux utilisateurs du réseau à l ' aide d ' un commutateur programmable sélectif en longueur d ' onde . Les performances du réseau sont évaluées en implémentant un protocole de distribution quantique de clés entre deux utilisateurs basé sur l ' intrication en polarisation sur des liaisons optiques fibrées en laboratoire . Un taux de clé positif est extrapolé pour des distances allant jusqu ' à 75 km entre la source et les utilisateurs en utilisant le protocole de distribution de clés dit BBM92 [ 6 ] ( Fig . 4 ). La large bande spectrale des photons intriqués émis par les sources AlGaAs permet de multiplexer jusqu ’ à 76 canaux de la norme UIT ( Union Internationale des Télécommunications ) de largeur 100 GHz , ouvrant la possibilité de distribuer des clés à 36 paires d ’ utilisateurs en parallèle . Il est aussi possible d ’ implémenter des réseaux reconfigurables totalement connectés de N utilisateurs où chaque utilisateur partage de l ’ intrication avec les N-1 autres ; nous avons démontré par exemple un réseau graphe de 8 utilisateurs . Par ailleurs l ’ utilisation de commutateurs programmables avec canaux de largeur ajustable permet de contrôler le débit de transmission en tenant compte de contraintes , par exemple en allouant un canal de fréquence plus large pour un utilisateur qui se trouve à plus grande distance , donc subissant des pertes de propagation en fibre plus élevées .
Figure 3 . Courbe de corrélations obtenues en mesurant le nombre de paires de photons arrivant simultanément aux détecteurs en fonction du déphasage appliqué sur un des deux bras de l ’ interféromètre de Franson ( voir panel b de l ’ encadré ).
VERS DES CIRCUITS PHOTONIQUES QUANTIQUES HYBRIDES POUR LES COMMUNICATIONS QUANTIQUES L ’ utilisation de l ’ intrication en polarisation ou en énergie-temps pour des protocoles fiables et certifiés dans des réseaux de communications quantiques nécessite de disposer de systèmes de contrôle et de stabilisation de ces degrés de liberté dans l ’ ensemble du système : des dispositifs automatisés de contrôle de la dérive de polarisation dans les fibres ont ainsi été développés ainsi que des interféromètres de Franson stabilisés . Évidemment , pour des questions de praticité et de coûts il est souhaitable de réduire à leur minimum le nombre de composants nécessaires au déploiement de ces nouvelles technologies . Dans le cas de l ’ intrication énergie-temps , ce type de problème peut être résolu en fabriquant des interféromètres de Franson directement sur la puce qui contient la source de paires de photons et , dans ce contexte , la plateforme Silicium est idéale grâce à sa compatibilité avec la fabrication CMOS – la technologie de fabrication des composants électroniques - et à la riche librairie de composants photoniques déjà développés . Ce matériau , en revanche , ne présente pas de non-linéarité optique du second ordre , ni de bande interdite directe . Il y a donc un intérêt croissant pour le développement de circuits photoniques hybrides ,
Figure 4 . Taux de clé asymptotique et tenant compte de l ’ effet de taille finie de la série de bits , pour un lien entre 2 utilisateurs connectés par les canaux 23 et 29 de largeur 100 GHz de la grille ITU , en fonction de la distance parcourue dans la fibre ( axe inférieur ) et de l ’ atténuation ( axe supérieur ). Les symboles représentent les données expérimentales et les lignes continues les prévisions théoriques pour un schéma BBM92 . Les taux de clés finies sont estimés en supposant une taille de bloc de 10 minutes ( figure adaptée de [ 5 ]).
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