PNANO - PNANO : Nanosciences et nanotechnologies

Source de photons uniques assistée par la décohérence d'une boîte quantique – CAFE

Résumé de soumission

Les boîtes quantiques (BQs) couplées à des cavités semi- conductrices constituent des sources de photons uniques et indiscernables efficaces. Les photons uniques sont des candidats prometteurs pour la communication et le calcul quantique, et l'exploitation de la technologie des semi-conducteurs est intéressante dans la perspective de produire en masse de tels nano-composants photoniques. Il est également visé d'intégrer ces composants sur la même puce, l'horizon étant la réalisation d'un calculateur quantique intégré. Cependant, des limitations intrinsèques ont empêché les applications de dépasser le cadre de la recherche académique. En effet, une BQ n'est pas un atome, mais interagit avec l'environnement que constitue sa matrice solide, ce qui conduit à un important élargissement de la largeur de raie excitonique. Apparemment, cela empêche l'exploitation des effets d'électrodynamique quantique en cavité (EDQC) à haute température, qui mettent en jeu un émetteur infiniment fin couplé à une cavité large. De plus, les techniques de fabrication standard ne permettent pas de contrôler la position spatiale et spectrale d'une BQ avec une précision suffisante pour atteindre le couplage déterministe avec le mode de cavité, ce qui altère fortement le rendement de production du processus. Le présent projet fournit des éléments de réponse pour franchir ces deux types d'obstacles. En particulier, nous souhaitons explorer une approche originale fondée sur la décohérence d'une BQ et le filtrage de cavité, pour développer des sources de photons uniques innovantes. L'effet physique fondamental sur lequel repose le projet est qu'une cavité couplée à un émetteur large filtre et exalte les processus résonnants. Par conséquent, des photons peuvent être émis efficacement à la fréquence de la cavité, quel que soit le désaccord BQ-cavité. L'objectif principal du projet CAFE est de démontrer et de caractériser complètement ce nouveau type de composant. Cela représente une profonde rupture dans la façon d'exploiter les BQs, en ce sens que la décohérence n'est plus un inconvénient, mais une ressource spécifique aux émetteurs solides. Ce programme de recherche est clairement fondamental, mais il ouvre la voie à l'étude des effets d'EDQC pour des cavités fines couplées à des émetteurs large comme les nanocristaux. L'exploitation de ce nouveau régime pourrait permettre de tirer parti du filtrage spatial induit par le mode de cavité, pour réaliser des sources de photons uniques directives à température ambiante. Enfin, le problème du couplage déterministe entre une BQ et une cavité sera également considéré dans ce projet, au travers du développement de deux méthodes originales de localisation.

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

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