VERS UNE MEMOIRE QUANTIQUE AVEC DES IONS PIEGES

tel-00430795, version 1 - 9 Nov 2009
1.3. PROTOCOLES 33
Les paramètres de l’expérience sont les suivants : Nat = 3.10 11 , ∆ = 700 MHz, Γ =5 MHz,
A=6 cm 2 , λ =852 nm, le nombre de photons contenus dans une impulsion contenant typiquement
10 12 photons donnant une épaisseur optique Ep = 7 et une valeur de κ = 0.2. Les
fidélités obtenues sont de l’ordre de 70%, fidélité meilleure que dans n’importe quelle stratégie
classique.Le principal problème expérimental tient à la décohérence des niveau atomiques due
aux collisions et limite le temps mémoire à quelques millisecondes.
1.3.2 Protocole de rephasage
L’idée de ce protocole consiste à absorber l’impulsion dans un milieu, conserver l’état
quantique en utilisant des états atomiques de longue durée de vie, et enfin à recréer l’impulsion
initiale en inversant toutes les étapes d’écriture. En utilisant les techniques d’écho
de photons, on cherche à renverser les oscillations des dipôles atomiques afin de recomposer
l’excitation atomique initiale et faire produire au milieu une impulsion lumineuse écho de
l’impulsion lumineuse initiale. Tout se passe comme si au milieu de la procédure, le temps
était renversé. Il existe plusieurs propositions, la première étant [60] et on détaille ici [61].
Trois étapes peuvent être distinguées (voir figure 1.11) : à la date t1, l’impulsion lumineuse
à résonance avec la transition atomique pénètre le milieu. L’absorption doit s’accomplir en
un temps plus court que la durée de vie du niveau excité pour être cohérente. Le spectre
de l’impulsion est donc plus large que la largeur homogène d’un centre absorbant, et pour
transférer tout l’état il est nécessaire que le milieu possède un élargissement inhomogène. Le
milieu est donc un ensemble de centres absorbants dont les fréquences caractéristiques sont
distinctes. Une fois cette absorption cohérente réalisée, on convertit l’excitation atomique à
Fig. 1.11 – A : Schéma des niveaux atomiques. a est l’excitation lumineuse inciente, b et c la
première et la seconde impulsion de transfert, d correspond à l’impulsion echo. B : Séquence
temporelle. C : Schéma avec la direction des faisceaux
la date t2 entre les niveaux 1 et 2 en excitation atomique entre les niveaux 1 et 3. Ces niveaux