vendredi 25 octobre 2019

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019/WEEK 42 /PARTT 5


Mon billet  d’aujourd’hui devrait déclencher une tempête  de protestation s ….Mais comme nous nous intéresserons aux étrangetés  du monde quantique ce sera une tempête dans un verre d’eau !
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 OCTOBER 24, 2019
Extracting hidden quantum information from a light source

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Extraction d'informations quantiques cachées à partir d'une source de lumière
par ICFO

L’image totale ou directe est obtenue par l’accumulation de lumière sur la caméra. Grâce à cette technique, les chercheurs peuvent isoler l'image quantique du "chat mort", puis soustraire cette image à l'image totale pour obtenir l'image classique du "chat vivant". Crédit: Université de Glasgow / H. Defienne
Les microscopes à super-résolution actuels dérivent  des technologies de balayage laser à micro réseau  et sont connus pour leurs sensibilités élevées et leurs très bonnes résolutions. Cependant, ils mettent en œuvre une puissance lumineuse élevée pour étudier des échantillons , lesquels peuvent être sensibles à la lumière et ainsi  risquer d’ être endommagés ou perturbés lors de l'éclairage par ces dispositifs.


Les techniques d'imagerie utilisant la «  lumière quantique » prennent de plus en plus d'importance, car leurs capacités en termes de résolution et de sensibilité peuvent dépasser les limites classiques et, en outre, ne pas endommager l'échantillon. Cela est possible car la lumière quantique est émise dans des photons uniques et utilise la propriété d'intrication  pour atteindre des régimes d'intensité lumineuse plus faibles.

Ceci dit , même si l’utilisation de la lumière quantique et des détecteurs quantiques connaît un développement constant au cours des dernières années, il reste encore quelques problèmes à résoudre. Les détecteurs quantiques sont eux-mêmes sensibles au bruit classique, bruit qui peut devenir si important qu’il peut réduire, voire annuler, tout avantage quantique  sur les  images obtenues.classiquement
C’est ainsi, lancé il y a un an,que  le projet européen Q-MIC a réuni une équipe internationale de chercheurs aux expertises différentes qui se sont réunis pour développer et mettre en œuvre des technologies d'imagerie quantique afin de créer un microscope amélioré quantique pouvant aller au-delà des capacités actuelles des technologies de microscopie.

Dans une étude récemment publiée dans Sciences Advances, les chercheurs Hugo Defienne et Daniele Faccio de l'Université de Glasgow et les partenaires du projet Q-MIC ont présenté une nouvelle technique utilisant la distillation d'images pour extraire des informations quantiques d'une source illuminée contenant à la fois informations quantiques et classiques.

Dans leur expérience, les chercheurs ont créé une image finale combinée d'un chat "mort" et "vivant" en utilisant deux sources. Ils ont utilisé une source quantique déclenchée par un laser pour créer des paires de photons intriquésqui ont éclairé un cristal et passés à travers un filtre pour produire une image infrarouge (800 nm) d'un "chat mort" ou de ce qu'ils appellent le "chat quantique". " En parallèle, ils ont utilisé une source classique avec une LED pour produire l'image d'un "chat vivant". Ensuite, avec une configuration optique  adéquate  ,ils ont superposé les deux images et envoyé l’image combinée à une caméra CCD spéciale appelée dispositif à couplage de charge multipliée par électrons (EMCCD).

Grâce à cette configuration, ils ont pu constater qu'en principe les deux sources de lumière avaient le même spectre, la même intensité et la même polarisation, ce qui les rend impossibles à distinguer d'une seule mesure de l'intensité. Mais, alors que les photons provenant de la source classique cohérente (la lumière LED) ne sont pas corrélés, les photons provenant de la source quantique (paires de photons) sont corrélés en position.

En utilisant un algorithme, ils ont pu utiliser ces corrélations de photons en position pour isoler l'image conditionnelle, où deux photons arrivent au niveau des pixels voisins de la caméra et récupèrent uniquement l'image "éclairée quantiquement". Par conséquent, l'image classique du "chat vivant" a également  pu être récupérée après soustraction de l'image quantique de l'image d'intensité totale directe.

Un autre problème surprenant de cette méthode est que les chercheurs ont également été capables d'extraire des informations quantiques fiables même lorsque l'éclairement classique était dix fois plus élevé. Ils ont montré que même lorsque la forte illumination classique altérait  la qualité de l’image, ils étaient toujours en mesure d’obtenir une image nette de la forme de l’image quantique.

Cette technique ouvre une nouvelle voie pour l'imagerie quantique et les microscopes améliorés quantiques qui visent à observer  particulièrement des échantillons ultra délicats . En outre, les résultats de cette étude montrent que cette technique pourrait revêtir une importance capitale pour les communications quantiques. La possibilité de mélanger et d'extraire des informations spécifiques véhiculées à la fois par la lumière quantique et classique pourrait être utilisée pour les techniques de cryptage et le codage d'informations. En particulier, il pourrait être utilisé pour masquer ou chiffrer des informations dans un signal lors de l'utilisation de détecteurs conventionnels.

Comme le fait remarquer le professeur Daniele Faccio: "Cette approche modifie la manière dont nous pouvons coder, puis décoder, les informations en images, lesquelles comme nous l'espérons, trouveront des applications dans des domaines allant de la microscopie au LIDAR caché."
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More information: Hugo Defienne et al, Quantum image distillation, Science Advances (2019). DOI: 10.1126/sciadv.aax0307q-mic.eu/

Journal information: Science Advances
Provided by ICO
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 MES COMMENTAIRES
Autant  je suis agacé par les rivalités actuellement en cours  chez les américains , a propos de l’ordinateur quantique   , autant ce tte  idée de microscope   hybride m’intéresse  ….L  ‘avenir dira quelle gamme  d’échantillons  fragiles peuvent lui être dédiés


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