Partenaires

Logo ens
CNRS
Logo P6
Logo P7

 


Rechercher

Sur ce site


Laboratoire Pierre Aigrain

Accueil du site > Actualités > Archives > Rétrécissement par le mouvement non-standard dans le spectre d’émission d’une boîte quantique de semiconducteurs.

Rétrécissement par le mouvement non-standard dans le spectre d’émission d’une boîte quantique de semiconducteurs.

Les nanostructures artificielles que sont les boîtes quantiques de semiconducteurs constituent une alternative viable en tant que support de développement d’un traitement quantique de l’information à l’état solide. Le principe de base de l’information quantique est la manipulation d’une superposition cohérente des états logiques 0 et 1, appelée qubit, brique élémentaire à la réalisation de calculs quantiques.

Les boîtes quantiques, bien que partageant certaines caractéristiques des atomes (on les appelle souvent "macro-atomes") sont cependant des objets de matière condensée. Elles interagissent notamment avec leur environnement et cette interaction entraîne une dégradation, communément appelée décohérence, du qubit supporté par la boîte. Les chercheurs du groupe d’Optique Cohérente et Non-Linéaire du Laboratoire Pierre Aigrain ont montré, dans la revue Nature Physics du 8 octobre 2006, une manifestation non conventionnelle du phénomène dit de "rétrécissement par le mouvement", qui se traduit par une réduction de l’efficacité des mécanismes de décohérence induits par l’environnement d’une boîte quantique. Le rétrécissement par le mouvement n’est pas un phénomène relativiste mais constitue néanmoins un phénomène physique étonnant où la résonance d’un système couplé à un réservoir fluctuant devient plus étroite lorsque les fluctuations du réservoir augmentent. Un des exemples les plus connus se rencontre en Résonance Magnétique Nucléaire, où les champs magnétiques locaux fluctuants créés par les spins nucléaires orientés de façon aléatoire voient leurs effets moyennés lorsque la température augmente, en raison de l’accélération du mouvement des noyaux. Guillaume Cassabois et son équipe ont observé que le rétrécissement par le mouvement se produisait dans ce système, de manière non-standard, lorsque la température diminue (le régime opposé à celui de la résonance magnétique nucléaire).

L’élargissement des transitions optiques de boîtes quantiques uniques est dû à l’effet Stark induit par la présence de charges piégées dans l’environnement de la boîte quantique. C’est le piégeage et dépiégeage aléatoire de ces charges qui provoquent les fluctuations du champ électrique vu par la boîte. Le phénomène de rétrécissement par le mouvement apparaît lorsque la température diminue à cause de la dissymétrie des processus de capture et échappement des porteurs des pièges.

Cette observation ouvre de nouvelles perspectives pour contrôler la dynamique de décohérence dans des boîtes quantiques et accroître leurs potentialités en information quantique.

A. Berthelot, I. Favero, G. Cassabois, C. Voisin, C. Delalande, Ph. Roussignol, R. Ferreira, et J.M. Gérard,Nature Physic DOI : 10.1038/nphys433

Contact G . Cassabois