Fotónica cuántica, o el arte de controlar la luz en el régimen cuántico
Desarrollado desde finales del siglo XX.mi siglo, la fotónica cuántica consiste en aprovechar las propiedades específicamente cuánticas de la luz, en particular los fotones individuales (emitidos uno por uno), para el cálculo cuántico y la seguridad de las comunicaciones. Esta disciplina ofrece una de las vías más prometedoras para la computación cuántica (computadoras y redes cuánticas) o incluso para protocolos de distribución de claves de cifrado a prueba de manipulaciones (criptografía cuántica).
Líder europeo en computación cuántica fotónica y procedente del Centro de Nanociencias y Nanotecnologías (C2N-CNRS/Université Paris-Saclay/Université Paris Cité), Quellela produce y comercializa en Europa desde 2017 emisores de luz cuánticos, componentes esenciales para las tecnologías fotónicas. computación cuántica y entregó sus primeras computadoras cuánticas fotónicas en 2023. Estos emisores, compuestos por un punto cuántico que puede verse como un átomo artificial en un matriz de material semiconductor, permiten generar en serie fotones individuales, indistinguibles entre sí y emitidos según demanda mediante una sucesión de impulsos láser concentrados en este átomo artificial.
En las mejores condiciones de resonancia y de extracción de fotones que confiere la cavidad óptica en la que están colocados, estos puntos cuánticos permiten generar un flujo de fotones a una velocidad de varias decenas de megahercios, que se utiliza para implementar eficazmente protocolos de comunicación. Cálculo cuántico en un chip fotónico.
Hacia una potencia y eficiencia informática sin precedentes
Este nuevo laboratorio conjunto investigación-empresa (Labcom) tiene como objetivo desarrollar transmisores y protocolos para generar nuevos estados de luz cuántica, con el objetivo de crear un ordenador cuántico fotónico.
tolerante a errores y capaz de demostrar protocolos de comunicación cuántica.
Para ello, el trabajo se enmarcará en dos áreas de investigación:
- El eje “óptico” del proyecto tendrá como objetivo, en primer lugar, desarrollar protocolos de entrelazamiento cuántico fotónico
para crear cadenas y gráficos de fotones multientrelazados. Estos estados de luz no clásicos están en el corazón del paradigma de la computación cuántica “basado en mediciones”, que es el marco más prometedor para realizar una máquina cuántica universal. - El eje de “crecimiento” se centrará en mejorar la calidad de los dispositivos fotónicos de puntos cuánticos que se producirán dentro de Labcom. Se tratará, en particular, de cultivar materiales de muy alta pureza para controlar la “pureza cuántica” de los fotones y aumentar así la reproducibilidad de la fabricación de dispositivos fotónicos.
QDlight, la continuación de una estrecha colaboración en investigación entre el sector público y las empresas
Este laboratorio conjunto es una continuación de la colaboración desde 2017 entre Quellela y el laboratorio de investigación del que surgió, el Centro de Nanociencias y Nanotecnologías (C2N). El resultado fue numerosas interacciones entre actores de investigación públicos y corporativos en beneficio de la investigación fundamental sobre la física de los puntos cuánticos de semiconductores, la interacción luz-materia en microcavidades sólidas, protocolos para la generación cuántica de luz y su medición, así como las primeras implementaciones de tecnología cuántica. protocolos o cálculos.
Labcom QDlight representa un nuevo paso para mantener un liderazgo competitivo a nivel mundial en tecnología de fuente de fotón único semiconductor, garantizando su refinamiento constante y explotando sus propiedades excepcionales en actividades de investigación y desarrollo.
« El CNRS está encantado con la creación de QDlight que, combinando la excelencia de los equipos del laboratorio C2N con la empresa Quelle, líder europeo en computación cuántica fotónica desde el mundo académico, contribuye de dos maneras a posicionar la investigación pública francesa en el ámbito cuántico entre las mejores. nivel en el mundo. » declara Antoine Petit, presidente y director general del CNRS.
« Esta investigación pretende mantener nuestro liderazgo tecnológico en fotónica cuántica a nivel global “, afirma Niccolo Somaschi, cofundador y director general de Quandela.
« Es un verdadero placer para mí encontrarme en C2N, uno de los lugares destacados de la investigación francesa en nanociencias y nanotecnologías, para inaugurar este nuevo Labcom, símbolo de una sinergia exitosa entre organismos nacionales de investigación, universidades y empresas de tecnología profunda que hará posible combinar experiencia académica y tecnológica al más alto nivel para eliminar obstáculos científicos y tecnológicos en el campo crucial de la fotónica cuántica, al mismo tiempo que participa en la formación de estudiantes y jóvenes investigadores. », añade Camille Galap, presidenta de la Universidad Paris-Saclay.
« La Universidad Paris Cité se enorgullece de haber contribuido a la creación de este laboratorio conjunto, que ilustra las capacidades de colaboración entre las universidades, la ONR y el sector privado. Es esencial combinar nuestras fortalezas y experiencia en beneficio de la investigación y la innovación, particularmente en un campo tan estratégico como la tecnología cuántica. », explica Édouard Kaminski, presidente de la Universidad Paris Cité.
“Estamos orgullosos de la creación de este laboratorio conjunto que concreta años de relaciones de confianza y nos permitirá continuar apoyando el fortalecimiento de conocimientos y habilidades en fotónica cuántica en Quellela junto con nuestros socios. », subraya Thierry Dauxois, director de Física del CNRS.
ACERCA DE QUANDELA
Quandela es una empresa líder en el campo de las tecnologías cuánticas. Utilizando los emisores de fotón único más eficientes del mundo, la empresa ha desarrollado y comercializado ordenadores cuánticos fotónicos. Quandela diseña, construye y ofrece sistemas cuánticos listos para usar para centros de datos, procesadores cuánticos accesibles en la nube y servicios de acceso a algoritmos.
Fundada en 2017 por Pascale Senellart, directora de investigación del CNRS en el Centro de Nanociencias y Nanotecnologías (C2N), Niccolo Somaschi y Valérian Giesz, expertos en física cuántica de renombre internacional, Quellela cuenta con más de 100 colaboradores de 15 nacionalidades diferentes, la mayoría de ellos investigadores. e ingenieros en óptica, algoritmos y ciencias de la información. Quandela se compromete a hacer que la computación cuántica sea accesible para todos para abordar los desafíos industriales y sociales más complejos. (www.quandela.com)
ACERCA DEL CNRS
Actor importante de la investigación fundamental a escala mundial, el CNRS es la única organización francesa activa en todos los campos científicos. Su posición única como multiespecialista le permite combinar diferentes disciplinas científicas para iluminar y comprender los desafíos del mundo contemporáneo, en conjunto con las partes interesadas públicas y socioeconómicas. Juntas, las ciencias contribuyen al progreso sostenible que beneficia a toda la sociedad. (www.cnrs.fr)
ACERCA DE LA UNIVERSIDAD PARÍS-SACLAY
Nacida de la voluntad combinada de universidades, importantes escuelas y organizaciones de investigación, la Universidad Paris-Saclay es una de las principales universidades europeas y mundiales, y cubre los sectores de Ciencias e Ingeniería, Ciencias de la Vida y Salud, y Humanidades y Ciencias Sociales. Su política científica combina estrechamente la investigación y la innovación y se expresa tanto en las ciencias fundamentales como en las ciencias aplicadas para responder a los principales desafíos de la sociedad. Desde pregrado hasta doctorado, incluidos los programas de Grandes Ecoles, la Universidad Paris-Saclay ofrece capacitación en un amplio espectro de disciplinas, al servicio del éxito de los estudiantes y la integración profesional. Prepara a los estudiantes para una sociedad que cambia rápidamente, donde el pensamiento crítico, la agilidad y la capacidad de renovar habilidades son clave. La Universidad Paris-Saclay también ofrece un rico programa de aprendizaje permanente. Situada al sur de París en un vasto territorio, la Universidad Paris-Saclay se beneficia de una posición geográfica que favorece tanto su visibilidad internacional como sus estrechos vínculos con sus socios socioeconómicos: grandes grupos industriales, PYME, nuevas empresas, autoridades locales, asociaciones… (www.universidad-paris-saclay.fr)
ACERCA DE LA UNIVERSIDAD PARIS CITÉ
La Universidad Paris Cité es una universidad omnidisciplinar, de investigación intensiva y de clase mundial, denominada IdEx, con una fuerte dimensión profesional. Se posiciona en el mejor nivel internacional por la influencia y originalidad de su investigación, la diversidad y atractivo de sus cursos de formación, su capacidad de innovación y su participación activa en la construcción del espacio europeo de investigación y formación. La Universidad Paris Cité incluye tres facultades (Salud, Ciencias, Sociedades y Humanidades), un establecimiento componente, el Instituto de Física Globe de París y una organización de investigación asociada, el Institut Pasteur. Cuenta con 63.000 estudiantes, 7.500 docentes-investigadores e investigadores, 21 escuelas de doctorado y 117 unidades de investigación. Una universidad con un impacto social positivo, está comprometida con la “salud planetaria: seres humanos sanos, en una sociedad sana, en un planeta sano”. (u-paris.fr)
