Un matériau similaire au graphène pour la cryptographie quantique

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4 août 2015

Des physiciens de l’Institut de physique expérimentale de la faculté de physique de l’Université de Varsovie, du Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses (CNRS-UJF-UPS-INSA) et de l’Institut Néel (CNRS-UGA) de Grenoble ont démontré les propriétés uniques de couches minces de diselenide de tungstène. Les résultats de cette étude publiés dans « Nature Nanotechnology » montrent que les propriétés de ces films pourraient être utilisées pour des applications en cryptographie et dans les ordinateurs quantiques [1].

Le diselenide de tungstène est un cristal analogue au graphite dont les couches monoatomiques présentent des propriétés semi-conductrices et un gap direct permettant au matériau d’émettre de la lumière. Les équipes de Grenoble et Varsovie ont mis en évidence la capacité des feuillets à émettre des photons uniques sur la tranche d’une monocouche.

Ces feuillets pourraient trouver des applications dans les dispositifs de calcul quantique permettant de réaliser des opérations réalisées sur des photons uniques par exemple en cryptographie quantique. D’autre part, les propriétés de ces matériaux laissent envisager des applications en « valleytronic » pendant de la spintronique, basé sur les minima d’énergie de la structure de bande plutôt que le spin.

Différentes solutions sont actuellement l’étude pour inventer une électronique alternative qui irait au-delà de la logique binaire en exploitant des superpositions d’états logiques. Dans le cadre de cet objectif, le diselenide de tungstène permettrait de réaliser en valleytronique ce que le graphène permet en spintronique [2].

[1] Single photon emitters in exfoliated WSe2 structures, M. Koperski, K. Nogajewski, A. Arora, V. Cherkez, P. Mallet, J.-Y. Veuillen, J. Marcus, P. Kossacki & M. Potemski, Nature Nanotechnology 10, 503–506 (2015), http://www.nature.com/nnano/journal/v10/n6/abs/nnano.2015.67.html#affil-auth

[2] Materials similar to graphene for use in quantum cryptography ? Nauka w Polsce, 29/05/2015, http://scienceinpoland.pap.pl/en/news/news,405200,materials-similar-to-graphene-for-use-in-quantum-cryptography.html

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