Des physiciens de l’Université de l’Alberta ont mis au point une technologie capable de traduire les données des micro-ondes en lumière optique – une avancée qui a des applications prometteuses dans la prochaine génération d’ordinateurs quantiques ultrarapides et des télécommunications sécurisées par fibre optique.

«De nombreuses technologies informatiques quantiques fonctionnent en régime hyperfréquence, tandis que de nombreux canaux de communication quantiques, tels que la fibre et le satellite, fonctionnent avec la lumière optique», a expliqué Lindsay LeBlanc, qui détient le Chaire de recherche du Canada sur les gaz ultra-froids pour la simulation quantique. «Nous espérons que cette plate-forme pourra être utilisée à l’avenir pour transduire des signaux quantiques entre ces deux régimes.»

La nouvelle technologie fonctionne en introduisant une forte interaction entre le rayonnement micro-ondes et le gaz atomique. Les micro-ondes sont ensuite modulées avec un signal audio, codant les informations dans les micro-ondes. Cette modulation passe à travers les atomes de gaz, qui sont ensuite sondés avec de la lumière optique pour coder le signal dans la lumière.

«Ce transfert d’informations du domaine micro-ondes vers le domaine optique est le résultat clé», a déclaré LeBlanc. «Les longueurs d’onde de ces deux signaux porteurs diffèrent d’un facteur 50 000. Il n’est pas facile de transduire le signal entre ces régimes, mais ce transfert prouve que c’est possible. »

LeBlanc et les chercheurs de son laboratoire, y compris l’étudiant diplômé Andrei Tretiakov et l’étudiant de premier cycle Timothy Lee, ont travaillé en étroite collaboration avec le physicien John P. Davis et son groupe de recherche, comprenant l’étudiant diplômé Clinton Potts, pour développer la technologie.

LeBlanc et Davis font partie de Quanta, une CRSNG CRÉER programme conçu pour former des étudiants diplômés aux technologies quantiques émergentes.

«Cette idée est née des discussions et des réunions au sein du groupe Quanta – et cela s’est avéré aussi bien ou mieux que ce à quoi nous nous attendions au départ», a déclaré LeBlanc.

«Ce type de recherche axée sur la découverte peut être très fructueux et nous conduire à de nouvelles possibilités.»

Le financement du projet a été fourni par L’Alberta innove.

L’étude, « Transduction de signal micro-ondes-optique atomique par couplage de champ magnétique dans une cavité micro-ondes résonnante», A été publié dans Lettres de physique appliquée.