Les boîtes quantiques semiconductrices ont attiré beaucoup d’attention dans le contexte de l’information quantique, car elles permettent d’émettre des photons aux excitantes propriétés quantiques. De plus, elles peuvent être insérées dans des microcavités optiques apportant une forte exaltation de l’interaction lumière-matière. Ceci permet de réaliser une communication efficace entre des photons messagers et une mémoire quantique permettant de stocker l’information quantique.

L'équipe de P. Senellart et L. Lanco (groupe GOSS du LPN) a récemment développé une interface spin-photon, pour laquelle le spin d’une charge à l’intérieur d’une boîte quantique semiconductrice est utilisé comme mémoire quantique que l’on peut adresser optiquement. L'interface utilise l’effet de rotation Faraday: lorsqu’un photon interagit avec un spin unique, sa polarisation est tournée de façon dépendante de l’état de spin. Le principal fait marquant est l’obtention, grâce à l’électrodynamique en cavité, d’une exaltation par trois ordres de grandeur de la rotation Faraday. Cette rotation Faraday géante ouvre la voie à de toutes nouvelles expériences d’information quantique où l’on interroge l’état de spin à l’aide d’un seul photon, brique de base d’un futur réseau de communication quantique.

Référence: Macroscopic rotation of photon polarization induced by a single spin
C. Arnold, J. Demory, V. Loo, A. Lemaître, I. Sagnes, M. Glazov, O. Krebs, P. Voisin, P. Senellart & L. Lanco
Nature Communications 2015,6: 6236

Contact NanoSaclay: L. Lanco ou P. Senellart, Laboratoire de Photonique et de Nanostructures, CNRS UPR 20, Marcoussis

Collaboration: Ioffe Physical-Technical Institute of the RAS, St-Petersburg, Russie