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Des molécules uniques pour les technologies quantiques photoniques

Un avenir brillant pour les molécules organiques !

par Guy Molénat - publié le

Au-delà de la physique fondamentale, la mécanique quantique est aujourd’hui un terrain fertile pour les technologies de rupture en sciences de l’information et les mesures de haute précision, comme en témoignent les énormes investissements réalisés à travers le monde dans ce domaine. Mais quelles sont les plates-formes matérielles idéales permettant de telles technologies ? Cette question reste ouverte tant pour les investisseurs privés que publics, mais également pour les chercheurs et les ingénieurs.

Dans cet article de synthèse publié dans Nature Materials, nous discutons de l’impact majeur des molécules organiques dans les technologies quantiques à la suite de plus de 20 ans de recherches actives. Cet article, rédigé par 16 scientifiques de 7 pays différents dont André Gourdon du CEMES, analyse la synergie étroite entre les molécules et les photons - particules de lumière.

Les fluorophores organiques uniques peuvent être utilisés comme transducteurs dans des capteurs, sources de photons uniques pour la communication et éléments non linéaires dans le calcul optique

Les progrès récents dans le contrôle de cette interaction au niveau de quanta uniques seront le mécanisme clé de transduction par lecture optique de la charge d’un seul électron ou d’un seul quantum de vibration mécanique. La lumière générée par des molécules organiques uniques peut transporter des informations intrinsèquement sécurisées, un photon à la fois, se propageant sans perturbation sur de longues distances. Compte tenu de l’extrême polyvalence et de l’évolutivité de la synthèse organique, qui peut fournir, à faible coût, une large palette de structures et de propriétés, de nouvelles stratégies pour concevoir et fabriquer des dispositifs quantiques hybrides sont maintenant possibles. Les auteurs de cet article envisagent de petits réseaux optiques hybrides sur des micropuces transportant la lumière au lieu de l’électricité, où les interactions entre photons et molécules permettent d’effectuer certains types de calculs inaccessibles par les technologies actuelles.

Référence de la publication :

Single organic molecules for photonic quantum technologies

C. Toninelli , I. Gerhardt, A. S. Clark, A. Reserbat-Plantey, S. Götzinger, Z. Ristanović, M. Colautti, P. Lombardi, K. D. Major, I. Deperasińska, W. H. Pernice , F. H. L. Koppens, B. Kozankiewicz, A. Gourdon, V. Sandoghdar and M. Orrit

Nature Materials (2021) https://doi.org/10.1038/s41563-021-00987-4

Personne de contact : André Gourdon, andre.gourdon [chez] cemes.fr