Technologies Quantiques
Aujourd'hui, la révolution quantique sort des laboratoires de recherche pour se concrétiser dans notre quotidien. Qu'il s'agisse de concevoir des calculateurs d'une puissance inédite, de développer des capteurs d'une précision extrême ou de sécuriser les télécommunications, ce passage vers le monde industriel nécessite des briques technologiques de plus en plus robustes et compactes, des enjeux que la photonique est en mesure d'adresser.
Forte de ses 20 années d'existence, ALPhANOV met à disposition son expertise unique issue d'applications connexes pour adresser ces enjeux majeurs : de la conception de nouveaux composants fibrés et de cellules à gaz, au développement de sources laser aux longueurs d'onde exotiques pour le piégeage de nouveaux atomes froids.
Au-delà du composant, notre ingénierie de systèmes complexes associe la conception optomécanique compacte au développement d'électronique dédiée, afin de simplifier la vie des chercheurs et de garantir une stabilité maximale des performances.
Pleinement engagé à toutes les échelles pour structurer cette supply chain, ALPhANOV s'implique activement au sein du hub d'innovation régional Néo-Aquitain NAQUIDIS, développe des sous-systèmes industriels stratégiques à travers le programme national AtomQontrol (France 2030), et participe aux consortia de recherche européens via Horizon Europe.
La photonique est au coeur de nouvelles applications quantiques :
Calcul et ordinateurs quantiques
Les architectures de calcul quantique (ions piégés, atomes neutres, puces photoniques) nécessitent des sources lumineuses d'une grande stabilité, une excellente pureté spectacle et un contrôle précis des faisceaux. La photonique intervient ainsi à différentes étapes, de la génération de longueurs d'onde spécifiques jusqu'à leur acheminement et leur distribution au plus près des qubits.
• Conditionnement optique de précision : Systèmes d'injection, transport et mise en forme de faisceaux laser aux longueurs d'onde nécessaires à l'interrogation, au refroidissement et à la manipulation des qubits (voir notre plateforme SOFIA)
• Sources laser : Amplification et conversion de fréquence de sources laser vers des longueurs d'onde non conventionnelles, notamment celles correspondant aux raies d'absorption atomiques critiques, avec une forte puissance moyenne et un faible bruit de phase (projets LUMEN, NextWave QPU, GRADIOM)
• Têtes de couplage fibrées à haute stabilité : Conception de matrices fibrées compactes pour coupler et distribuer plusieurs sources laser avec une grande stabilité, adaptées à la montée en puissance des architectures quantiques et à l'augmentation du nombre de qubits (PASQAL, Toptica, QUANDELA, Oxxius, Exail, Max Planck...)
Capteurs quantiques & métrologie haute précision
Les capteurs quantiques exploitent l'extrême sensibilité de la matière pour mesurer des champs magnétiques ou électriques, la gravité ou encore le temps avec une très grande précision. Leur déploiement sur le terrain nécessite toutefois de miniaturiser et de fiabiliser les systèmes optiques nécessaires à l'interaction avec les atomes.
• Interactions lumière-matière compactes : Intégration de cellules atomiques miniaturisées et de solutions de guidage fibré pour réduire l'encombrement des têtes de mesure et faciliter leur intégration (projet Harmony, Q-CELL, Cryst^3)
• Architectures d'interrogation optique robustes : Photo-inscription par laser femtoseconde de fonctions optiques directement dans des substrats en verre pour des systèmes fibrés compacts, robustes et moins sensibles aux dérives mécaniques, adaptés aux environnements sévères, notamment pour l'aéronautique, le spatial ou la défense (projet R&T CNES Lanternes Photoniques, RAMEN)
Microscopie à centre NV
Les centres NV (Nitrogen-Vacancy) du diamant sont des spins magnétiques atomiques fonctionnant à température ambiante. Utilisés comme capteurs quantiques à l'échelle nanométriques, ils permettent de cartographier avec une résolution spatiale inégalée des champs magnétiques, des courants électriques ou des gradients thermiques au coeur de microprocesseurs ou de structures biologiques. Les technologies développées pour la microscopie et l'analyse sécuritaire des puces électroniques trouvent ici une nouvelle application dans la conception de plateforme de microscopie quantique. Ces systèmes intègrent les différentes fonctions nécessaires à la magnétométrie et à la microscopie à centres NV : contrôle optique, collecte de fluorescence et excitation micro-onde.
• Collecte de fluorescence à haute ouverture numérique (NA) : Ingénierie de systèmes optiques sur-mesure maximisant l'extraction et la collecte des photons de fluorescence émis par les centres NV du diamant
• Excitation RF & optique co-alignée : Intégration de puces micro-ondes et d'itinéraires laser d'excitation (532 nm) à fort contraste et faible bruit
• Bancs de microscopie quantique modulaires : Plateformes d'imagerie champ large (Wide-field) ou balayage (scanning) adaptées aux exigences des laboratoires R&D et du contrôle qualité semiconducteur.
