{"id":19171,"date":"2021-06-28T07:02:07","date_gmt":"2021-06-28T06:02:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=19171"},"modified":"2021-07-07T08:46:35","modified_gmt":"2021-07-07T07:46:35","slug":"systemes-optiques-complexes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2021\/systemes-optiques-complexes\/","title":{"rendered":"Peut-on simplifier les syst\u00e8mes optiques complexes ?"},"content":{"rendered":"<p>Dans le <a href=\"https:\/\/www.frenchweb.fr\/decode-quantum-a-la-rencontre-de-valentina-parigi\/424930\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">28\u00e8me entretien<\/a> de la s\u00e9rie<strong> Decode Quantum<\/strong> lanc\u00e9e en mars 2020 et toujours coproduits avec Frenchweb \/ Decode Media, <strong>Fanny Bouton<\/strong> et moi-m\u00eame recevions <strong>Valentina Parigi <\/strong>qui est professeure associ\u00e9e dans le groupe d\u2019optique quantique du laboratoire <strong>LKB<\/strong> de l\u2019<strong>\u00c9cole Normale Sup\u00e9rieure<\/strong> \u00e0 Paris et fait partie de <strong>Sorbonne Universit\u00e9<\/strong>.<\/p>\n<p>D\u2019origine italienne, elle a obtenu son doctorat\u00a0 au laboratoire europ\u00e9en de spectroscopie non lin\u00e9aire de Florence. Elle y a fait ses premi\u00e8res recherches sur la manipulation d\u2019\u00e9tats non classiques de la lumi\u00e8re. Elle a notamment travaill\u00e9 sur les effets non lin\u00e9aires de la lumi\u00e8re et sur les m\u00e9moires quantiques \u00e0 base d\u2019atomes de Rydberg.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2021\/systemes-optiques-complexes\/valentina-parigi-credit-photo-sorbonne-universite-pierre-kitmacher\/\" rel=\"attachment wp-att-19174\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-19174\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Valentina-Parigi-credit-photo-Sorbonne-Universite-Pierre-Kitmacher.jpg\" alt=\"\" width=\"409\" height=\"272\" srcset=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Valentina-Parigi-credit-photo-Sorbonne-Universite-Pierre-Kitmacher.jpg 1387w, https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Valentina-Parigi-credit-photo-Sorbonne-Universite-Pierre-Kitmacher-300x200.jpg 300w, https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Valentina-Parigi-credit-photo-Sorbonne-Universite-Pierre-Kitmacher-1024x681.jpg 1024w, https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Valentina-Parigi-credit-photo-Sorbonne-Universite-Pierre-Kitmacher-768x511.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 409px) 100vw, 409px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Depuis 2015, elle a plusieurs centres d\u2019int\u00e9r\u00eat comme les r\u00e9seaux quantiques complexes utilisant des variables continues, les applications dans les technologies quantiques et les questions relatives aux fondations de la m\u00e9canique quantique, \u00e0 savoir, de son interpr\u00e9tation et de la philosophie associ\u00e9e. Elle se positionne plut\u00f4t comme exp\u00e9rimentatrice.<\/p>\n<p>Elle a obtenu la m\u00e9daille du bronze du CNRS en 2020 et des financements europ\u00e9ens de type ERC en 2018 dans le cadre du projet COQCOoN (\u201cContinuous Variables Quantum Complex Networks\u201d).<\/p>\n<p>Amis du quantique et de la photonique, cet \u00e9pisode est fait pour vous !<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/widget.spreaker.com\/player?episode_id=45413739&amp;theme=light&amp;playlist=false\" width=\"100%\" height=\"200\" frameborder=\"0\"><\/iframe><\/p>\n<p>Dans cet entretien, nous commen\u00e7ons comme d\u2019habitude \u00e0 demander \u00e0 notre invit\u00e9e ce qui l\u2019a amen\u00e9e \u00e0 s\u2019int\u00e9resser \u00e0 la physique quantique et aussi \u00e0 devenir chercheuse en France.<\/p>\n<p>Mais ce n&#8217;est \u00e9videmment pas tout\u2026<\/p>\n<ul>\n<li>Nous d\u00e9couvrons la <strong>dimension du laboratoire LKB<\/strong>, l\u2019un des plus grands laboratoires de physique quantique en France avec le C2N de Palaiseau et l\u2019Institut N\u00e9el de Grenoble. On y parle aussi de l\u2019enseignement de la physique quantique. Nous avions d\u00e9j\u00e0 accueilli <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2021\/decouvrez-energie-du-vide-serge-reynaud\/\">Serge Reynaud<\/a> qui travaille aussi dans ce laboratoire au sujet des fluctuations quantiques du vide.<\/li>\n<li>Nous passons en revue ses domaines de recherche comme les <strong>r\u00e9seaux quantiques complexes<\/strong>. Et notamment l\u2019\u00e9tude des syst\u00e8mes quantiques \u00e0 N-corps. En gros, ce sont des syst\u00e8mes qui manipulent plusieurs photons.<\/li>\n<li>Elle nous parle aussi des <strong>photons \u00e0 variables continues <\/strong>et de leurs applications. Ce type de photon est manipul\u00e9 comme une onde avec des propri\u00e9t\u00e9s continues tandis que les photons dits \u00e0 variable discr\u00e8te sont manipul\u00e9s comme des particules, dont on mesure la pr\u00e9sence ou non ou une seule propri\u00e9t\u00e9 simple comme la polarisation. Les photons \u00e0 variable continue sont l\u2019un des types de photons utilis\u00e9s dans la cryptographie quantique (QKD) ainsi que dans les calculs quantiques \u00e0 base de photons.<\/li>\n<li>Nous \u00e9voquons aussi ce qu\u2019est tout bonnement un <strong>photon<\/strong>, un sujet encore d\u00e9battu par les physiciens ! Une onde ou une particule ? Quelle taille fait-il et comment se d\u00e9place-t-il ? De plus, comme l\u2019illustre le sch\u00e9ma <em>ci-dessous<\/em>, il existe plein de types de photons et d\u2019assemblages de photons diff\u00e9rents. Ce sch\u00e9ma est extrait de la 4e \u00e9dition de mon ebook \u201cUnderstanding Computing Technologies\u201d \u00e0 para\u00eetre en ligne d\u2019ici l\u2019automne 2021. Cette version sera en anglais comme son titre l\u2019indique.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2021\/systemes-optiques-complexes\/photons-zoo\/\" rel=\"attachment wp-att-19177\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-19177\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Photons-Zoo.jpg\" alt=\"\" width=\"630\" height=\"298\" srcset=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Photons-Zoo.jpg 1442w, https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Photons-Zoo-300x142.jpg 300w, https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Photons-Zoo-1024x484.jpg 1024w, https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Photons-Zoo-768x363.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 630px) 100vw, 630px\" \/><\/a><\/p>\n<ul>\n<li>Valentina nous parle de la <strong>fonction de Wigner<\/strong>. Cette fonction connue des sp\u00e9cialistes de la photonique permet de d\u00e9crire en trois dimensions les caract\u00e9ristiques d\u2019un champ \u00e9lectromagn\u00e9tique et notamment de repr\u00e9senter les \u00e9tats quantiques complexes comme des \u00e9tats intriqu\u00e9s. On distingue les \u00e9tats gaussiens relativement classiques des \u00e9tats non classiques comme ces \u00e9tats intriqu\u00e9s. <em>Ci-dessous<\/em>, quelques-unes des formes de la fonction de Wigner selon le type de champs \u00e9lectromagn\u00e9tique. En haut \u00e0 gauche, un \u00e9tat classique d\u2019un faisceau coh\u00e9rent issu d\u2019un laser. En bas \u00e0 droite, un &#8220;cat-state&#8221; repr\u00e9sentant un \u00e9tat intriqu\u00e9 \u00e0 deux photons. Le sch\u00e9ma distingue en haut les \u00e9tats dits gaussiens dont la courbe ressemble \u00e0 une gaussienne dans les deux dimensions et en bas, des \u00e9tats non gaussiens qui prennent des valeurs n\u00e9gatives et correspondent \u00e0 des \u00e9tats quantiques complexes (source: <a href=\"https:\/\/science.sciencemag.org\/content\/332\/6027\/313.summary\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Philippe Grangier<\/a>, avec qui Valentina Parigi a travaill\u00e9).<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/image-104.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"\" style=\"border: 0px currentcolor; display: inline; background-image: none;\" title=\"image\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/image_thumb-101.png\" alt=\"image\" width=\"499\" height=\"341\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<ul>\n<li>Nous \u00e9voquons la question des <strong>non-lin\u00e9arit\u00e9s <\/strong>dans les syst\u00e8mes optiques qui permettent notamment de g\u00e9rer certains aspects et certaines portes quantiques dans le calcul quantique.<\/li>\n<li>Nous parlons de <strong>mesure de ces photons \u00e0 variable continue <\/strong>avec de la d\u00e9tection homodyne servant \u00e0 mesurer leur amplitude et leur phase.<\/li>\n<li>Enfin, nous \u00e9voquons aussi le quotidien de la <strong>vie d\u2019une chercheuse<\/strong>. Comment g\u00e9rer son temps ? Quelles collaborations entretien-t-elle avec d\u2019autres laboratoires de recherche, notamment \u00e0 l\u2019\u00e9tranger ? (Espagne, Finlande, Allemagne. Italie. USA). Finalement, peut-on parler d\u2019une recherche quantique europ\u00e9enne ? Quel est le sens du lien entre la recherche et les startups ?<\/li>\n<\/ul>\n<p>Rebouclons sur la complexit\u00e9 des syst\u00e8mes de photons \u00e9voqu\u00e9e avec <strong>Valentina Parigi<\/strong>. Pour avoir pass\u00e9 une grosse semaine \u00e0 mettre \u00e0 jour cette partie dans mon ebook, je vous confirme que c\u2019est compliqu\u00e9. On sort rapidement des qubits \u201csimples\u201d avec leurs deux \u00e9tats |0&gt; et |1&gt; repr\u00e9sent\u00e9s dans leur sph\u00e8re de Bloch. Le calcul quantique \u00e0 base de photons utilise des techniques tr\u00e8s vari\u00e9es qui sont tr\u00e8s diff\u00e9rentes de celles des qubits dit solides comme les qubits supraconducteurs, \u00e0 spins d\u2019\u00e9lectron (silicium) ou \u00e0 base d\u2019atomes froids et d\u2019ions pi\u00e9g\u00e9s.<\/p>\n<p>L\u2019appareillage est diff\u00e9rent avec des sources de photons si possible uniques et indistingables comme celles de <strong>Quandela<\/strong>, des circuits pour les traitements avec leurs lin\u00e9arit\u00e9s et non lin\u00e9arit\u00e9s, puis des d\u00e9tecteurs de photons de types tr\u00e8s vari\u00e9s (d\u00e9tecteurs de photons uniques, d\u00e9tecteurs homodynes et h\u00e9t\u00e9rodynes permettant de capter les informations des photons \u00e0 variables continues, etc).<\/p>\n<p>Les techniques sont de plus hybridables. De plus, comme les photons traversent un appareillage fini avant d\u2019atterrir dans des d\u00e9tecteurs de photons, on est limit\u00e9 en nombre de portes quantiques ex\u00e9cutables, une limite que l\u2019on contourne avec la tr\u00e8s curieuse m\u00e9thode du MBQC, pour measurement based quantum computing. Le tout avec leur lot d\u2019avantages et d\u2019inconv\u00e9nients par rapport aux qubits solides. Les photons sont en tout cas incontournables dans le paysage des technologies quantiques. On les trouve partout : dans le calcul quantique, dans les t\u00e9l\u00e9communications et la cryptographie quantiques ainsi que dans les capteurs quantiques.<\/p>\n<p>Pour m\u00e9moire, dans les <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/podcasts-quantiques\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">anciens \u00e9pisodes de Decode Quantum<\/a>, nous avons rencontr\u00e9 d\u2019autres sp\u00e9cialistes de la photonique comme <strong>Pascale Senellart<\/strong> (C2N, Quandela), <strong>Alexia Auff\u00e8ves <\/strong>(Institut N\u00e9el), <strong>Eleni Diamanti <\/strong>(LIP6), <strong>Alain Aspect <\/strong>(IOGS), <strong>Philippe Grangier <\/strong>(IOGS) ainsi que <strong>Valerian Giesz<\/strong>, <strong>Niccolo Somachi <\/strong>et <strong>Shane Mansfield <\/strong>(Quandela).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dans le 28\u00e8me entretien de la s\u00e9rie Decode Quantum lanc\u00e9e en mars 2020 et toujours coproduits avec Frenchweb \/ Decode Media, Fanny Bouton et moi-m\u00eame recevions Valentina Parigi qui est professeure associ\u00e9e dans le groupe d\u2019optique quantique du laboratoire LKB de l\u2019\u00c9cole Normale Sup\u00e9rieure \u00e0 Paris et fait partie de Sorbonne Universit\u00e9. 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