Une lumière qui se commute plus vite que ses propres oscillations express
La lumière ordinaire tremble toujours un peu : sa luminosité et sa couleur fluctuent, comme l'air dans un ballon gonflé après une poussée. Dans la lumière « compressée », ces fluctuations sont redistribuées — comme si l'on pressait le ballon d'un côté, le rendant plus fin ici et plus épais là, mais avec un volume total identique. On sacrifie ainsi la précision d'un côté pour gagner de l'autre. Cela a déjà permis aux détecteurs d'ondes gravitationnelles de capter des vibrations des milliers de fois plus petites qu'un noyau atomique, et d'entendre des collisions de trous noirs à des milliards d'années-lumière.
Aujourd'hui, des physiciens ont appris à changer instantanément la partie du « ballon » que l'on comprime. Ils envoient sur un matériau deux éclairs laser espacés de moins d'une oscillation lumineuse — la lumière n'a pas le temps de changer, mais la matière se réorganise déjà. Cette commutation se produit en attosecondes (milliardièmes de milliardièmes de seconde). L'analyse par spectroscopie montre comment les différentes couleurs de cette lumière sont liées entre elles, permettant de concevoir des sources quantiques idéales pour les futurs ordinateurs. Une telle vitesse pourrait dépasser de plusieurs milliards de fois la rapidité des processeurs actuels.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2512.17046
Squeezed light has revolutionized quantum metrology by enhancing interferometry for sensitive applications such as the detection of gravitational waves. Squeezed light has also played a pivotal role in quantum information science with numerous applications in quantum computing and communication. Previously, squeezed light has been primarily generated using nonlinear optical interactions, where control of the degree of squeezing was possible by tuning the nonlinearity of the generating medium using suitable material engineering. Here, we modulate the third-order nonlinear response in dielectrics with strong ultrafast laser fields to control the degree of squeezing on attosecond time scales. We demonstrate the ability to change the ultrafast squeezed light generated in the nonlinear process from amplitude-squeezed to phase-squeezed by controlling the strong-field-driven nonlinear response of the material through a sub-cycle phase delay between the input femtosecond laser pulses. The squeezing of quantum noise is measured using a frequency-resolved balanced homodyne detection scheme capable of extracting the field quadratures in different frequency modes simultaneously. Using this frequency-resolved measurement we extract the complete coherency matrix containing the quantum correlations between field quadratures across different frequency modes of the femtosecond squeezed light pulse. These results have major implications for the development of quantum light sources with unprecedented levels of control over quadrature squeezing, for applications in multimode quantum information processing, and for measuring transient quantum matter correlations via transduction to quantum field correlations in an ultrafast light-matter interaction.
Personne ne comprime physiquement la lumière « compressée » — il s'agit simplement d'une astucieuse redistribution du bruit naturel, où la réduction des interférences à un endroit se traduit par leur augmentation à un autre, comme pour un ballon.