Synthèse cristalline et spectroscopie cohérente d’un tungstate de lanthane pour application aux mémoires quantiques

Synthesis andl coherent spectroscopy of lanthanum tungstate for application to quantum memories

• Auteur / Autrice : Florian Beaudoux
• Direction : Olivier Guillot-Noël
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Braud, François Treussart

Mots clés

Mots clés contrôlés

Théorie quantique

Lanthane

Traitement optique de l'information

Résumé

L’information quantique est un champ de recherche novateur dans lequel les propriétés des systèmes quantiques sont utilisées pour manipuler l’information de manière non classique. Les récents progrès laissent entrevoir des applications très prometteuses telles que les calculs quantiques ou encore la cryptographie quantique. Cette dernière, pour être réalisable sur de longues distances, nécessite l’utilisation de mémoires quantiques permettant de stocker et de restituer à la demande des photons pendant une durée, le temps de cohérence, longue. Les ions de terres rares insérés dans des matrices cristallines ont des propriétés très favorables pour de telles applications. Ce travail s'inscrit dans la recherche de nouveaux cristaux dopés par des ions de terres rares pour les mémoires quantiques qui nécessitent entre autres des matériaux fortement absorbants. Des monocristaux de La2(WO3)4 dopés dans un large éventail (de 0. 02 % à 3%) en praséodyme ont été synthétisés par la méthode de Czochralski. D'autre part, un montage de spectroscopie optique à haute résolution et à deux couleurs a été développé afin de caractériser ces cristaux par creusement de trou spectral, écho de photons et écho Raman. Les mesures ont révélé son fort potentiel pour le stockage quantique de l'information. En effet, à forte concentration, ce composé présente une largeur inhomogène réduite et des temps de cohérence optique ainsi qu'entre niveaux hyperfins longs. La matrice La2(WO3)4:Pr3+ permet ainsi d’obtenir une forte absorption tout en ayant un temps de stockage long.