Ordinateurs quantiques à base de lumière en variables discrètes et continues

Le projet OQuLus est financé par la stratégie nationale (plan quantique, France 2030) avec une subvention de 11,5 millions d'euros depuis octobre 2023. Il fait partie du PEPR Technologies Quantiques, copiloté par le CNRS, le CEA et Inria.

Le consortium réunit des experts français en technologies d'information quantique basées sur la lumière. Leur objectif est de construire deux prototypes d’ordinateurs quantiques optiques de taille intermédiaire et d’explorer de nouvelles ressources pour de futurs processeurs . Le premier prototype encode l’information sur des photons uniques pour réaliser une manipulation numérique de l'information (prototype DV), tandis que le second encode l’information sur les valeurs du champ électrique pour réaliser un calcul analogique (prototypes CV). 

Au cours de cette année, des résultats théoriques importants ont été obtenus pour  la conception et la caractérisation des prototypes. Ces résultats définissent les propriétés nécessaires de la lumière pour le calcul quantique analogique (CV) et les méthodes de production et de caractérisation de cette lumière.

Coté processeur DV, des étapes clés ont été obtenues lors de cette première année. Des état de  graphes intriquant trois photons et le  spin d’un électron dans une boite quantique ont été générés pour la première fois. Un contrôle complet du spin a permis d’encoder l’information de façon redondante– une propriété clé pour la correction d’erreur. Une première génération de composants optiques ont été développés sur la plateforme photonique SiN qui serviront de briques de base aux circuits de calcul numérique basés sur la manipulation de photons uniques générés par des sources à boîtes quantiques. Une fibre optique a enfin été intégrée à une source à boite quantiques.  Ces résultats posent de solides bases pour l’assemblage du prototype DV.

Coté nouvelles ressources,  deux résultats ont marqué cette année. D’un coté l’insertion déterministe d’un centre W du silicium dans une microcavité, donnant lieu à une augmentation d’un facteur 100 de l’efficacité des sources dans une plateforme silicium. De l’autre, la démonstration de la parfaite commutation en polarisation d’un photon unique contrôlé par le spin d’une boîte quantique, premier pas vers de futures portes logiques déterministes.