Des chercheurs proposent une technique pour détecter les photons micro-ondes à l’aide de défauts ponctuels dans le diamant
Jeudi, 31 août 2023
Abdolreza Pasharavesh avec le montage expérimental élaboré par le groupe pour tester ses théories.
En collaboration avec Michal Bajcsy, Ph. D. et Christopher Wilson, Ph. D., membres du corps professoral de l’IQC et du Département de génie électrique et informatique de l’Université de Waterloo, Olivia Woodman et Abdolreza Pasharavesh, étudiants aux cycles supérieurs à l’IQC, ont mis au point un modèle prometteur capable de détecter ces photons en exploitant la sensibilité à la lumière d’un défaut dans la structure cristalline du diamant. Un diamant parfait se compose uniquement d’atomes de carbone. Toutefois, certains diamants présentent un centre azote-lacune, soit un vide laissé par la substitution d’un atome de carbone par un atome d’azote. Ces défauts, qui peuvent donner au diamant une teinte rose, sont reconnus pour leurs interactions uniques avec les photons micro-ondes et les photons optiques, lesquelles en font un élément recherché pour diverses applications en technologie quantique, comme les communications, la détection et la recherche fondamentale.
Pour sa proposition, l’équipe de recherche a imaginé un dispositif où les interactions entre les photons micro-ondes et les défauts du diamant modifient les propriétés d’un résonateur optique (cavité). « La première étape consiste à confiner les photons dans des cavités électromagnétiques, explique Abdolreza Pasharavesh. Comme la lumière émise par un photon unique est très faible, nous utilisons les cavités comme mécanisme pour augmenter l’interaction entre les photons et notre émetteur quantique. » Le centre azote-lacune est rattaché à une cavité optique et à un guide d’ondes coplanaire, une structure constituée d’un matériau conducteur, comme une bande de métal, déposé sur une surface plane qui agit comme une barrière sur les parois et le dessous. Les guides d’ondes coplanaires dirigent et transmettent les signaux micro-ondes le long d’un chemin défini, en les empêchant de se disperser.
Lisez l’article complet sur le site IQC.