Date d'impression : 30.07.21
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Les propriétés quantiques des terres rares révélées à l'échelle nanométrique - NanOQTech

Le projet NanOQTech visait à développer des dispositifs quantiques hybrides de dimension nanométrique capables de se coupler efficacement à la lumière. En démontrant que des nanostructures dopées par les ions des terres rares pouvaient constituer une nouvelle plateforme pour les technologies quantiques optiques, le projet est parvenu à relever, en partie, ce défi.

Actualité
16.12.2020

Les technologies quantiques optiques utilisent des états non-classiques de la lumière et de la matière pour créer de nouvelles fonctionnalités dans le domaine des communications numériques, du calcul informatique ou des capteurs. Partant de ces trois applications potentielles, NanOQTech avait pour ambition de développer des systèmes nanométriques mettant à contribution les propriétés quantiques des terres rares qui permettent de nouvelles interactions avec la lumière.

Réunissant neuf partenaires académiques et industriels, le projet s'est plus particulièrement focalisé sur le développement de nanoparticules et de films minces ainsi que sur la construction d'architectures quantiques hybrides lumière-matière. Ces travaux ont donné lieu à plus d'une trentaine d'articles scientifiques diffusés dans des revues à comité de lecture.

Les résultats les plus marquants ont été publiés dans des revues scientifiques aussi renommées que Nature Communications, Physical Review Letters ou Nano Letters. Trois innovations ont par ailleurs été mises au point par les membres du programme NanOQTech: une cavité optique accordable en conditions cryogéniques, de nouvelles interfaces de programmation pour le contrôle d'instruments et un système de stabilisation laser à haute performance.

Les structures nanométriques conçues par le consortium ont démontré des durées de vie inégalées en ce qui concerne leurs états quantiques optiques et de spin. De telles propriétés laissent entrevoir des applications dans le domaine des technologies quantiques dont certaines ont pu être explorées au cours du projet. Des nanoparticules ont par exemple été couplées à des micro-cavités optiques pour pouvoir réaliser des communications quantiques sécurisées à longue distance. Des systèmes hybrides dans lesquels les terres rares interagissent avec des couches de graphène ont également été élaborés afin de créer de nouveaux dispositifs opto-électroniques quantiques.

Sur le plan de la valorisation industrielle, l'Institut de technologie de Karlsruhe, basé en Allemagne, a créé une start-up dédiée à la commercialisation des micro-cavités conçues durant le projet. Les innovations en contrôle d'instruments en temps réel développées et testées par le consortium seront  enfin très prochainement déployées par l'entreprise Keysight Technologies Inc.
 
Les résultats issus du projet NanOQTech ouvrent de nouvelles perspectives dans le développement de matériaux de très haute qualité et leur intégration dans des systèmes innovants pour les technologies quantiques.

Les belles histoires

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Infos clés

Financement U.E. :
3,4 millions €

Durée :
3 ans

Coordinateur :
CNRS
Institut de Recherche de Chimie Paris
Paris, Île-de-France

Tutelles :
CNRS/ChimieParistech

Lauréat trophée Étoiles de l’Europe 2020

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