La lumière polarisée peut faire disparaître les messages codés dans un hologramme quantique
Hong Liang, Wai Chun Wong, Tailin An, Jensen Li 2024
Un procédé de disparition quantique pourrait permettre d’intégrer des messages sécurisés dans des hologrammes et d’effacer sélectivement des parties de ceux-ci même après leur envoi.
Les signaux lumineux quantiques sont des supports d’information intrinsèquement sûrs, car l’interception de leurs messages détruit les états quantiques fragiles qui les codent. Pour en profiter sans avoir à utiliser des appareils encombrants, Jensen Li à l’Université d’Exeter au Royaume-Uni et ses collègues ont utilisé un métasurfaceun matériau 2D conçu pour avoir des propriétés spéciales, pour créer des hologrammes quantiques.
Hologrammes Les hologrammes quantiques sont des dispositifs permettant de coder des informations complexes qui peuvent être récupérées lorsqu’elles sont éclairées. Par exemple, une carte papier holographique 2D révèle des images 3D lorsque la lumière tombe dessus sous le bon angle. Pour créer un hologramme quantique, les chercheurs ont codé des informations dans un état quantique d’une particule de lumière, ou photon.
Tout d’abord, ils ont utilisé un laser pour faire émettre à un cristal spécial deux photons inextricablement liés par intrication quantiqueLes photons ont suivi des chemins différents, un seul d’entre eux rencontrant la métasurface en chemin. Des milliers de minuscules composants de la métasurface, comme des crêtes de taille nanométrique, ont modifié l’état quantique du photon de manière préprogrammée, en y codant une image holographique.
Le photon partenaire rencontre un filtre polarisé qui contrôle les parties de l’hologramme qui sont révélées et celles qui disparaissent. L’état du premier photon est une superposition d’hologrammes, il contient donc simultanément de nombreuses variantes possibles du message. Comme les photons sont intriqués, la polarisation du deuxième photon affecte l’image que l’autre crée lorsqu’il entre en contact avec une caméra. Par exemple, l’hologramme de test contient les lettres H, D, V et A, mais l’ajout d’un filtre pour la lumière polarisée horizontalement a effacé la lettre H de l’image finale.
Li dit que la métasurface pourrait être utilisée pour encoder des informations plus complexes dans les photons, par exemple dans le cadre d’un cryptographie quantique protocole. Il a présenté le travail à la Conférence SPIE Optique + Photonique à San Diego, en Californie, le 21 août.
« Le rêve de tout le monde est de voir toute cette technologie quantique s’étaler sur plusieurs mètres carrés sur une table et être suffisamment compacte pour tenir dans votre smartphone. Les métasurfaces semblent être une bonne solution (à ce sujet) », déclare Andrew Forbes à l’Université du Witwatersrand en Afrique du Sud. Les hologrammes quantiques comme ceux de la nouvelle expérience pourraient également être utilisés pour imager de minuscules structures biologiques en médecineun domaine en pleine expansion, dit-il.
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