Interactions photon-photon: nonlinéarités optiques géantes grâce aux excitons de Rydberg – PIONEEReX

Les photons sont d'excellents porteurs d'informations, mais ne forment pas d'états à nombreux corps par manque d'interactions. Pouvons-nous donner aux photons des interactions fortes et à longue portée ? Cela aurait un impact profond à la fois sur les technologies quantiques et sur notre compréhension des systèmes quantiques à plusieurs corps. J'adapterai des techniques issues des atomes de Rydberg à un système de matière condensée pour créer sur puce des non-linéarités optiques au niveau du photon unique. Ceci est d'une importance capitale pour la manipulation des qubits et pour le développement de simulateurs quantiques tout-optique. Pour cela, j'exploiterai de nouveaux états de paires électron-trou appelés excitons de Rydberg, récemment montrés comme possédant les propriétés requises. Le but est un nouveau système où les photons interagissent fortement sur des distances micrométriques, formant une nouvelle plateforme pour la simulation quantique et l'information quantique.