Laser de laboratoire
Grâce à des nanostructures semi-conductrices, les physiciens de Wurtzbourg (Bavière, en Allemagne) ont généré un photon unique et l'ont transmis électriquement sur un canal quantique. Ils évaluent ainsi l'utilisation de sources de photons uniques comme une nouvelle étape pour une utilisation plus répandue de la communication de données ultra sécurisée.
Les techniques de cryptographie quantique actuellement utilisées requièrent en effet un laser fortement atténué en tant que source de photons uniques. Même si cette option a déjà trouvé ses premières applications, elle comporte encore des inconvénients importants, par exemple le fait que ces photons soient libérés de façon assez aléatoire, de sorte que parfois plusieurs photons sont envoyés en même temps, comme le précise Sven Höfling, de l'Institut de Physique de l'Université de Wurtzbourg. Ce genre de faille pourrait amener les pirates informatiques à pouvoir prélever discrètement de l'information à partir des flux de données transmis. Par conséquent, pour cette technologie quantique avec laser atténué, de nouvelles méthodes complexes de transmission doivent être mises en place pour assurer une meilleure sécurisation des canaux de communication.
Une source idéale de photons unique devrait ainsi selon Höfling pouvoir libérer de manière précise un photon à la fois par une simple impulsion électrique. Les physiciens des universités de Wurtzbourg, Munich (Bavière) et Stuttgart (Bade-Wurtemberg) ont désormais réussi à développer une telle source de photons uniques appliquée à la communication quantique. A cette fin, les chercheurs ont intégré des nanostructures de matériau semi-conducteur dans des micro-résonateurs. Ces sources émettent en effet, avec une forte fiabilité, un seul photon pour chaque impulsion électrique. En mémorisant les informations dans la polarisation des photons, on peut ainsi générer une clé de cryptographie quantique, comme démontré par les chercheurs dans leurs expériences de laboratoire.
Les chercheurs ont publié leurs conclusions, fruit d'une collaboration étroite entre les groupes de recherche des professeurs Harald Weinfurter de Munich, Peter Michler de Stuttgart et Alfred Forchel de Wurtzbourg, dans le New Journal of Physics. De plus, les scientifiques souhaitent réussir le transfert des photons non seulement en laboratoire, mais aussi sur des distances beaucoup plus longues, permettant leur utilisation réelle dans les TIC. Cet objectif ambitieux est soutenu par un nouveau projet financé par le Ministère fédéral de l'enseignement et de la recherche (BMBF). Lors d'une première étape, les chercheurs sont déjà parvenus à réaliser des communications quantiques de photons uniques générés par propulsions électriques sur des sections de 500 mètres entre les toits du centre-ville de Munich.
