Développement de sources de photons multiplexées pour les technologies quantiques // Development of multiplexed photon sources for quantum technologies

Les technologies de l’information quantique offrent de nombreuses promesses notamment dans le domaine du calcul et des communications sécurisées. Les qubits photoniques, du fait de leur excellente robustesse à la décohérence sont particulièrement intéressants pour les communications quantiques, y compris à température ambiante. Ils offrent également une alternative à d’autres technologies de qubits dans le cadre du calcul quantique. Afin de déployer à grande échelle ces applications, il est nécessaire de disposer de dispositifs compacts, bon marché, en grand nombre. La photonique sur silicium est une plate-forme attractive pour parvenir à cet objectif, en implémentant différents composants clé de génération, manipulation et détection de qubits photoniques. Sur silicium, la génération de qubits photoniques repose sur la génération de paires de photons par effet non-linéaire dans le silicium, présentant différents attraits tels que le fonctionnement à température ambiante, la possibilité d’utiliser la paire de photons comme source de photons uniques annoncés, et la possibilité de générer des photons indiscernables à partir de deux sources spatialement distinctes.
L’objectif de cette thèse est de travailler au développement, au suivi de fabrication et à la caractérisation en laboratoire de sources de paires de photons multiplexées sur puce silicium afin de surpasser les limites inhérentes au processus physique de génération de paires de photons. Dans l’objectif d’une intégration complète sur une puce unique, il sera également essentiel de pouvoir filtrer efficacement la lumière indésirable, afin de ne garder que les photons d’intérêt. C’est pourquoi un accent particulier sera également mis sur le développement de filtres intégrés à très fort taux de réjection.

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Quantum information technologies offers several promises in domains such as computation or secured communications. Because of their robustness against decoherence, photonic qubits are particularly interesting for quantum communications applications, even at room temperature. They also offers an alternative to other qubits technologies for quantum computing. For the large-scale deployment of those applications, it is necessary to have cheap, compact and scalable devices. To reach this goal, silicon photonics platform is attractive. It allows implementing key components such as generation, manipulation and detection of photonic qubits. On the silicon platform, the photonic qubits are generated by pair through non linear process. has several benefits, such as working at room temperature, the ability to generate heralded single photon, or undistiguishable photons with spatially distinct sources.

The goal of this thésis is to work on the development, the fabrication monitoring, and the characterization in the laboratory of multiplexed photon sources on silicon chips to overcome the limits in the process of photon generation with one source. In order to achieve a full integration on chip, it is also essential to properly filter unwanted light in order to keep only the photons that are of interest. As a consequence you will also focus on the development of intgrated filters with high rejection rate.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département d’Optronique (LETI)
Service : Service des Nouvelles Applications de la Photonique
Laboratoire : Laboratoire d’Intégration Photonique sur Silicium
Date de début souhaitée : 01-10-2026

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département d’Optronique (LETI)
Service : Service des Nouvelles Applications de la Photonique

nanophotonique/physique quantique