L'Université technique de Berlin développe une nouvelle architecture pour fabriquer une puce à 36 sources de lumière quantique

fr.wedoany.com Rapport : L'Université technique de Berlin (TU Berlin), en collaboration avec l'Université d'Oldenbourg (Universität Oldenburg), a développé une nouvelle architecture de puce capable de déterminer l'emplacement des points quantiques directement lors de la croissance cristalline, permettant ainsi de fabriquer une puce quantique évolutive contenant plusieurs sources lumineuses identiques.

L'équipe de recherche est dirigée par le professeur Stephan Reitzenstein. Dans les méthodes traditionnelles, les points quantiques capables de produire des particules lumineuses uniques se forment de manière aléatoire lors de la croissance du matériau, ce qui nécessite un tri laborieux pour obtenir plusieurs sources lumineuses identiques. La nouvelle méthode utilise une couche de puce spéciale appelée « couche de contrainte » (Stressor) pour générer une contrainte précise dans le matériau, guidant ainsi la croissance des points quantiques aux emplacements souhaités.

Ensuite, l'équipe intègre directement les points quantiques dans des résonateurs en anneau pour collecter efficacement la lumière produite. L'ensemble du processus est réalisé à l'aide de techniques de lithographie standard, sans nécessiter de pré-localisation des points quantiques. Grâce à cette méthode, l'équipe a fabriqué un réseau de 36 sources lumineuses quantiques, toutes fonctionnelles. Le dispositif le plus performant a réussi à coupler près de la moitié des particules lumineuses générées hors de la puce. La pureté mécanique quantique des particules lumineuses individuelles dépasse 99 %, et les propriétés des photons générés sont hautement cohérentes, ce qui est crucial pour des scénarios tels que les réseaux quantiques nécessitant des interactions précises entre un grand nombre de photons.

Les puces quantiques optiques sont considérées comme des composants clés pour les communications quantiques sécurisées, les réseaux quantiques, la détection quantique et les ordinateurs quantiques photoniques. L'objectif de cette méthode est d'aider les instituts de recherche et l'industrie à passer de démonstrateurs de laboratoire individuels à des plates-formes évolutives et techniquement exploitables. L'équipe de recherche a également combiné les simulations du groupe de recherche de Christopher Gies de l'Université d'Oldenbourg pour analyser l'impact des écarts minimes dans le positionnement des points quantiques sur les performances des dispositifs. Les informations ainsi obtenues guideront la conception de la prochaine génération de puces quantiques. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue spécialisée « Light: Science and Applications ».