Le CONSEIL NATIONAL DE RECHERCHES DU CANADA (CNRC) a besoin d’acquérir un générateur de formes d’onde haute vitesse multicanal, qui est essentiel à la synchronisation et au traitement des signaux de multiples nœuds de réseaux quantiques, des étapes elles-mêmes essentielles à la production et à la mesure de signaux quantiques distribués dans une configuration en réseau. Le Centre de recherche en métrologie du CNRC élabore actuellement un banc d’essai de réseau quantique à trois nœuds. L’acquisition d’un générateur de formes d’onde permet le traitement synchronisé des signaux entre les nœuds ainsi que la distribution des photons intriqués générés à l’intérieur de leur temps de cohérence.
Le CNRC dirige un projet visant à produire trois photons quantiquement intriqués et à vérifier leurs corrélations non classiques à l’aide d’interféromètres optiques et de détecteurs à résolution du nombre de photons. Le processus comprend la préparation de paires de photons par des nœuds locaux, par conversion paramétrique descendante spontanée, puis l’envoi d’un photon de chaque paire à un nœud central. Au nœud central, les trois photons arrivant sont mesurés dans une base intriquée, ce qui crée des corrélations quantiques entre les photons restés aux nœuds locaux, même s’ils n’ont jamais directement interagi.
La création d’un état intriqué partagé par trois nœuds exige la production simultanée de paires de photons à chaque nœud, suivie d’une interférence photonique au nœud central.
Pour que ce processus réussisse, les photons de chaque nœud doivent être synchronisés du moment de leur création jusqu’à celui de leur mesure conjointe au nœud central. Il est donc nécessaire que les lasers de pompage soient synchronisés (pour la génération des photons) et que les moments d’arrivée des photons au nœud central coïncident exactement pour que les mesures d’interférence puissent être prises.
Le CNRC a déjà mis au point une infrastructure optique et électronique optimisée pour ses dispositifs optiques et électroniques fonctionnant aux nœuds central et locaux du réseau. Afin d’assurer la synchronisation des signaux quantiques et classiques, il est essentiel que les dispositifs optiques et électroniques, commandés par un système de génération de signaux à haute vitesse et à faible bruit, fonctionnent de manière simultanée.
Le générateur de formes d’onde permettra la production d’états quantiques et la prise de mesures aux nœuds, car il assurera la synchronisation des dispositifs quantiques entre les nœuds et à l’intérieur de ceux-ci. Sans cet appareil, il est impossible de générer de façon fiable des états intriqués distribués.
