Optique Quantique Optique quantique paramétrique
2. Information quantique avec des variables continues

J. Laurat, G. Keller, J. Huguenin, T. Coudreau, N. Treps, C. Fabre
Présentation  
 

Nous sommes en train de développer une expérience visant à utiliser l'OPO pour faire des expériences d'information quantique.
Il est connu depuis une dizaine d'années qu'on peut obtenir des corrélations quantiques d'intensité supérieures à 85 % entre les faisceaux signaux et complémentaires produits par un OPO au-dessus du seuil. Des anti-corrélations de phase existent également. Les faisceaux signal et complémentaire sont donc intriqués quantiquement : ils forment des faisceaux jumeaux qui sont l'analogue de la paire de particules du fameux paradoxe Einstein-Podolski-Rosen. Il est donc possible d'utiliser ces faisceaux pour réaliser des expériences d'information quantique : téléportation et cryptographie.

La téléportation quantique vise à transmettre à distance un état du champ électromagnétique. Ceci ne pose pas de problème a priori en physique classique mais est impossible à réaliser dans le cadre de la mécanique quantique : il n'est pas possible de connaître simultanément toutes les propriétés d'un état donné, par exemple l'intensité et la phase. En mesurant l'état obtenu par le mélange de l'état inconnu et de l'un des faisceaux jumeaux produit par l'OPO, on peut obtenir des informations qui permettent de modifier le second faisceau jumeau pour le rendre identique à l'état inconnu. Ceci est possible car à aucun moment, on n'obtient d'information sur l'état à transmettre.

La cryptographie quantique utilise les corrélations existant entre les faisceaux jumeaux pour transmettre une clé de cryptage entre deux personnes nommées usuellement Alice et Bob. Alice possède l'OPO, garde un des faisceaux jumeaux et transmet l'autre à Bob. Un espion cherchant à capter la clé va modifier l'état du faisceau ce qui se traduira par une baisse des corrélations entre les deux faisceaux. Sa présence est donc détectable.

Ce travail est réalisé dans le cadre du contrat européen QuICoV
Nous avons également bénéficié d'une Action Concertée Incitative du MENRT.

 
Références  
 

Continuous Variables Quantum Teleportation S. Braunstein, and H.J. Kimble, Phys. Rev. Lett.80, 869 (1998).
Experimental investigation of continuous variable quantum teleportation, W.P. Bowen et al, quant-ph/0207179 (2002).
Quantum Cryptography N. Gisin et al., quant-ph/0101098 (2001).
Continuous Variables Quantum Cryptography, T.C. Ralph, quant-ph 9907073 (1999).