Couplage Cohérent d'un émetteur quantique à l'aide d'une nanofibre – CoCoON

Au cours de la dernière décennie, le domaine de l'informatique quantique est devenu une force motrice majeure pour la physique fondamentale et l'ingénierie, avec des résultats impressionnants démontrées sur plusieurs plateformes physiques de natures différentes. Mais aujourd'hui, même pour un expert du domaine, il est encore hasardeux de prédire quel système physique permettra la mise en œuvre la plus réussie dans une dizaine d’années, car la réalisation d'opérations universelles à grande échelle sur un ordinateur quantique nécessite non seulement une ingénierie de à l’état de l’art, mais aussi des percées conceptuelles majeures. Les ordinateurs quantiques optiques, et en particulier les circuits nanophotoniques, figurent parmi les principaux candidats en raison de leur faible encombrement et de la possibilité de mettre à l’échelle des circuits complexes. Toutefois, la mise en œuvre d'opérations universelles sur des plateformes nanophotoniques, nécessite des non-linéarités déterministes au niveau du photon unique et, jusqu'à présent, aucune approche connue n'a été en mesure de l'appliquer de façon compatible avec une mise à l’échelle. Le projet CoCoON se propose de résoudre ce problème critique en utilisant des nano-émetteurs quantiques efficacement couplés à un guide d'ondes nanophotonique, une nanofibre, pour médier des interactions non linéaires déterministes entre les qubits photoniques.
Avec son approche originale, le projet comble le fossé entre la nanophotonique (habituellement restreinte à l'approche en variables discrètes) et l’encodage de l’information en variables continues, par la génération d'états non gaussiens. Ce faisant, le projet répondra à des questions fondamentales sur la quantité de non-linéarité et de quantification contenue dans l'interaction lumière-matière décrite par le modèle de Jaynes-Cummings, et sur ce qui est nécessaire pour réaliser un calcul quantique photonique universel et compatible avec la mise à l’échelle.