Superposition cohérente et intrication de phonons avec la lumière dans des microrésonateurs – CREATION

L’étude des systèmes optomécaniques dans le régime quantique suscite actuellement un intérêt considérable, allant des tests fondamentaux de la mécanique quantique dans des objets mésoscopiques de masse à leur utilisation comme capteurs quantiques ou dans des réseaux quantiques, par exemple pour transduire ou stocker l’information quantique. Développer notre capacité à façonner des états quantiques mécaniques arbitraires dans ces systèmes ouvrirait de nouvelles possibilités : la réalisation d'états orthogonaux en variables continues tels que des états chats de Schrödinger permettant d’encoder des qubits phononiques, le développement d’une plateforme d’étude de logique quantique en variables discrètes de haute dimensionnalité, l'amélioration de la sensibilité de mesure de forces par l’utilisation d’états de Fock et N00N. CREATION propose de relever ce défi en générant des états non gaussiens ciblés du mouvement de résonateurs optomécaniques : dans un premier temps divers états de Fock et de superposition cohérente dans un unique dispositif sur puce ; ce protocole sera ensuite étendu à des états intriqués en chemin entre deux résonateurs. Ces réalisations seront rendues possibles par l’application successive d’opérations agissant sur un état mécanique initial donné via une pompe optique à deux couleurs. La détection de photons uniques par des techniques de filtrage optique à haut taux de réjection annoncera de manière déterministe la réalisation de ces opérations. Les états générés seront caractérisés par une lecture optique non destructive des quadratures mécaniques dans l'espace des phases.