Au lieu de s’appuyer sur l’optique adaptative numérique, complexe et coûteuse, l’équipe de recherche utilise un processus optique non linéaire appelé « conversion paramétrique descendante stimulée » (ou StimPDC pour stimulated parametric down-conversion). Cette technique exploite la propriété de conjugaison de phase de la conversion paramétrique descendante stimulée pour corriger de façon dynamique les distorsions spatiales, sans qu’il soit nécessaire de connaître au préalable les turbulences qui perturbent le canal.
« Pour nous, l’idée d’utiliser un processus optique fondamental pour corriger les effets de la turbulence en temps réel était à la fois innovante et largement inexplorée », a déclaré Aarón Cardoso, auteur principal et étudiant chercheur en optique quantique à l’Université d’Ottawa. « Nos résultats montrent qu’il est possible de réduire les taux d’erreur quantique en dessous du seuil de sécurité, même en présence d’une forte turbulence. »
« Nos résultats montrent qu’il est possible de réduire les taux d’erreur quantique en dessous du seuil de sécurité, même en présence d’une forte turbulence »
Aarón Cardoso
— Auteur principal et étudiant chercheur en optique quantique
Les volets théoriques et expérimentaux ont tous deux été déployés au Complexe de recherche avancée (CRA) de l’Université d’Ottawa. Le travail a été rendu possible grâce à la collaboration de longue date entre les groupes de recherche affiliés au Centre Max-Planck-Université d’Ottawa pour la photonique extrême et quantique et l’Institut Nexus de technologies quantiques (NexQT). Les résultats laissent entrevoir la création de systèmes de communication quantique plus simples et moins coûteux qui contribueront à renforcer la sécurité numérique à long terme.
Les conclusions, qui ont fait l’objet d’un article intitulé « All-optical turbulence mitigation for free-space quantum key distribution using stimulated parametric down-conversion »(atténuation entièrement optique de la turbulence pour améliorer par conversion paramétrique descendante stimulée la cryptographie quantique en espace libre) ont été publiées dans la revue Optica.
La liste des auteurs comprend : Aarón A. Aguilar-Cardoso, Cheng Li, Tobey J. B. Luck, Manuel F. Ferrer-Garcia, Jeremy Upham, Jeff S. Lundeen et Robert W. Boyd.