STAGE Génération et manipulation d'états multimodes aux longueurs d’onde télécom pour l’information quantique

Le sujet s'inscrit dans la problématique générale de génération et manipulation d’états quantiques de la lumière
encodés sur des modes spectraux, aux longueurs d’onde télécom, en grande dimension (dimension d de l’espace de
Hilbert, i.e. du nombre de modes spectraux adressables, d >>2)
Il s’agit d’utiliser l’encodage de l’information quantique sur une base de modes fréquentiels, ce qui permet de
manipuler les états photoniques produits à l’aide de composants télécom commerciaux de type Pulse Shaper (filtre
optique programmable) (PS) et Modulateur de phase électro-optique (EOM), afin de réaliser la synthèse d’un set
universel de portes à 1 et 2 qubits, offrant ainsi la perspective d’une plateforme versatile, basée uniquement sur des
composants télécoms, pour le calcul quantique. Les caractéristiques expérimentales de cette plateforme, et notamment
le grand nombre de modes adressables en parallèle, permettent d’envisager d’importants gains par parallélisation pour
le calcul quantique.
Nous avons déjà proposé un encodage qui permet de synthétiser n’importe quelle porte unitaire avec 3 composants (PSEOM-PS), et 4 modes.
Dans le cadre du stage, il s’agit d’analyser les résultats des optimisations déjà obtenus, de continuer les simulations et
d’étudier les possibilités de mise en œuvre expérimentale de ces résultats théoriques concernant la synthèse de porte
unitaire à 1 qubit, et la parallélisation de telles portes (point fort de l’approche reposant sur l’encodage spectral et
l’utilisation de PS et EOM).
Les compétences requises sont en optique classique et quantique, en physique quantique et éventuellement en
information quantique.