Une source de lumière quantique de poche express
La lumière ordinaire est un flux de photons qui volent n'importe comment : tantôt plus nombreux, tantôt moins, et dans ce chaos se perd la précision des mesures. Les physiciens ont appris à « discipliner » ce flux en créant de la lumière comprimée, où le bruit d'une caractéristique devient plus faible que celui du vide. C'est comme tendre une corde : elle vibre encore, mais ne pend plus mollement.
Dans ces nouveaux travaux, la lumière comprimée naît directement dans une cellule en verre contenant de la vapeur de rubidium, chauffée à 120 degrés. Un faisceau laser traverse la vapeur et, en interagissant avec les atomes, produit des paires de photons : un photon signal et un photon compagnon. Leurs intensités sont si étroitement corrélées que la différence entre elles fluctue 6,3 fois moins que pour la lumière ordinaire. L'appareil, de la taille d'une paume, est alimenté par 300 milliwatts, comme un pointeur laser.
Une telle source est nécessaire pour les capteurs quantiques : par exemple, un magnétomètre à atomes de rubidium pourrait détecter des champs des milliers de fois plus faibles que le champ magnétique terrestre. De plus, la bande étroite d'émission, de quelques mégahertz seulement, permet de la coupler directement à une mémoire quantique, où les photons sont stockés dans un nuage d'atomes froids. C'est un pas vers l'Internet quantique, où l'information est transmise par une lumière protégée par les lois de la physique.
Dans la vapeur de rubidium à 120 degrés, les atomes se déplacent à environ 300 mètres par seconde, plus vite que le son, mais des milliers de fois plus lentement que la lumière.