La lumière polarisée peut faire disparaître les messages codés dans des hologrammes quantiques
Hong Liang, Wai Chun Wong, Taelin An, Jensen Lee 2024
La disparition quantique pourrait permettre d’intégrer des messages sécurisés dans des hologrammes et d’en effacer sélectivement certaines parties même après leur envoi.
Les signaux lumineux quantiques sont des supports d’informations intrinsèquement sécurisés, car l’interception de leurs messages détruit les états quantiques délicats qui les codent. Pour en profiter sans utiliser de matériel lourd, jensen lee et collègues de l’Université d’Exeter, Royaume-Uni. métasurfaceUn matériau 2D conçu pour avoir des propriétés spéciales, afin de créer des hologrammes quantiques.
Les hologrammes codent des informations complexes qui peuvent être récupérées lorsqu’elles sont éclairées – par exemple, des images 3D apparaissent sur une carte papier holographique 2D lorsque la lumière la frappe à angle droit. Pour créer des hologrammes quantiques, les chercheurs ont codé les informations dans les états quantiques des particules lumineuses, ou photons.
Tout d’abord, ils ont utilisé un laser pour émettre deux photons à partir d’un cristal spécial, indissociables l’un de l’autre par intrication quantique. Les photons ont emprunté des chemins différents, un seul d’entre eux atteignant la métasurface. Des milliers de minuscules composants sur la métasurface, tels que des crêtes de taille nanométrique, ont modifié l’état quantique du photon de manière préprogrammée, en y codant une image holographique.
Le photon compagnon faisait face à un filtre polarisé, qui contrôlait quelles parties de l’hologramme apparaissaient – et lesquelles disparaissaient. L’état du premier photon était une superposition d’hologrammes, il contenait donc simultanément plusieurs variations possibles du message. Puisque les photons étaient intriqués, la polarisation de l’autre affectait l’image formée par l’autre lorsqu’il frappait la caméra. Par exemple, l’hologramme de test contenait 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 coder des informations plus complexes sous forme de photons, par exemple dans le cadre de protocoles de cryptographie quantique. Il a présenté ce travail Conférence SPIE Optique + Photonique Le 21 août à San Diego, en Californie.
« Le rêve de tout le monde est de voir la technologie quantique s’étaler sur plusieurs mètres carrés sur une table qui s’intègre facilement dans son smartphone. Les métasurfaces semblent être une bonne voie pour aller dans cette direction », estime-t-il. Andrew Forbes À l’Université du Witwatersrand, Afrique du Sud. Il a déclaré que les hologrammes quantiques présentés dans la nouvelle expérience pourraient également être utilisés en médecine pour l’imagerie des structures microbiennes, un domaine en pleine croissance.
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