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Auteur(s)
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Alexios BEVERATOS : Docteur en physique et chercheur au laboratoire de Photonique et Nanostructures, LPN CNRS UPR 20, à Marcoussis
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La cryptographie quantique nécessite le développement, comme on le montrera, de nouveaux outils, tels que les sources, ou bien les détecteurs de photons uniques. Dans le cas des sources, il est indispensable de pouvoir travailler avec un système quantique unique, tel qu'une boîte quantique en semiconducteur, dans une structure de cristal photonique. Dans le cas des détecteurs, il est nécessaire de maîtriser la nanofabrication des composants afin d'augmenter l'efficacité quantique et diminuer le bruit.
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Conclusion
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3. Évolution future
3.1 Sources de photons uniques télécoms
Les protocoles alternatifs permettent l'établissement d'une liaison sécurisée sur des distances plus importantes comparé à une source cohérente atténuée. Néanmoins, à grande distance, une source de photons uniques efficace permettra un débit plus élevé. Plus important encore, dans le cadre d'un réseau quantique avec implémentation de relais ou de répéteurs quantiques, une source de photons uniques est indispensable afin de garantir une fidélité du protocole suffisamment élevée .
La réalisation de sources de photons uniques pompés électriquement, émettant à 1,3 µm ou 1,55 µm et avec une cadence de l'ordre du GHz, reste encore un défi. Des études sont menées sur plusieurs des points cités mais, actuellement, aucun dispositif ne les réunit tous.
Les sources de photons uniques émettant dans les longueurs d'onde des télécommunications tirent profit des récentes avancées en la matière effectuées par les groupes de recherche travaillant sur les lasers à boîtes quantiques. Ainsi, en 2006, l'émission de photons uniques à 1,3 µm a été observée. Les boîtes utilisées sont réalisées à base de InAs/GaAs déposé par MBE. Néanmoins, deux problèmes importants persistent. Une longueur d'onde dans la bande C du spectre des télécommunications (1,5 – 1,6 µm) semble difficilement accessible. Deuxièmement, l'emplacement de la boîte quantique lors de la croissance est aléatoire, ce qui rend leur couplage avec une microcavité probabiliste. Plusieurs échantillons doivent être préparés afin d'en trouver un contenant une boîte en résonance avec une microcavité pour tirer profit de l'effet Purcell maximum.
(d'après . Crédit photo Appl. Phys. Lett (2005))
Une autre voie intéressante provient d'un autre couple de matériaux semiconducteurs. En effet, les boîtes quantiques en InAs déposées sur de l'InP ont un spectre d'émission centré autour de 1,6 µm . Le dépôt des boîtes quantiques croît par MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) compatible avec les développements industriels, et cette technique de dépôt permet aussi de faire croître des boîtes quantiques localisées (, figure 22).
Les...
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BIBLIOGRAPHIE
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