WO2024121468A1 - Dispositif de stockage d'information quantique comportant une pluralite de guides d'ondes optiques, notamment pour former une memoire quantique multiplexee, procede de fabrication et utilisation d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif de stockage d'information quantique comportant une pluralite de guides d'ondes optiques, notamment pour former une memoire quantique multiplexee, procede de fabrication et utilisation d'un tel dispositif Download PDF

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WO2024121468A1
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waveguides
atomic
trap
vacuum chamber
quantum
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Application number
PCT/FR2022/052306
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Julien LAURAT
Tom DARRAS
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Sorbonne Universite
Centre National De La Recherche Scientifique
Ecole Normale Superieure
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    • G02B6/2552—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding reshaping or reforming of light guides for coupling using thermal heating, e.g. tapering, forming of a lens on light guide ends

Definitions

  • Quantum information storage device comprising a plurality of optical waveguides, in particular to form a multiplexed quantum memory, manufacturing method and use of such a device
  • the present invention relates to the field of quantum memories intended to store and read on demand quantum states transmitted by light. It relates more particularly to a quantum information storage device comprising a plurality of waveguides and an atomic trap configured to trap a single atomic cloud around the waveguides, each waveguide making it possible to obtain a quantum memory independent.
  • the invention also relates to a manufacturing method as well as a use of such a device.
  • Prior art The storage of quantum information is an important process in the implementation of quantum computing processes, in particular communication or quantum calculation.
  • Quantum memories store the quantum state of light without altering its properties and allow light to be released on demand. In other words, they store a photonic quantum bit in a material medium and make it possible to reread this quantum bit on demand.
  • Applications of quantum memories cover the field of interconnection of quantum systems, and in particular the scaling up of quantum processors and their accessibility over long distances.
  • the storage of quantum information allows, for example, the synchronization of quantum bits emitted by different quantum processors to effectively create quantum links between them and increase their calculation capacities. It also enables long-distance quantum communications via quantum repeaters.
  • a major challenge consists of multiplexing quantum memories, that is to say controlling the storage of several quantum bits in parallel in a single system.
  • a fibered quantum memory By coupling an atomic cloud and a nanoscopic waveguide, it is possible to create a fibered quantum memory whose performance in terms of efficiency and storage time is particularly advantageous.
  • a first demonstration of fibered quantum memory was carried out with atoms cooled in a magneto-optical trap around a nanoscopic optical fiber. The corresponding device is described in the article “Demonstration of a Memory for Tightly Guided Light in an Optical Nanofiber”, Gouraud et al., Physical Review Letters, 114, 180503 (2015).
  • a second demonstration was obtained with atoms trapped in a dipolar trap established in the evanescent field around such a fiber.
  • Figure 1 represents a quantum information storage device 1 comprising a fibered quantum memory, as described in this last article.
  • the storage device 1 comprises a vacuum chamber 2 having an inlet 3 configured to allow the introduction into the chamber of atoms.
  • the atoms can in particular come from one or more dispensers, for example controlled by electric current to heat a source of atoms and thus generate a release of atoms, and are intended to be captured in a magneto-optical trap around the optical fiber 4, then trapped in a dipolar trap produced in the evanescent field around the optical fiber 4.
  • the chamber also includes two sealed passages 5, 6 between the interior and exterior of the vacuum chamber allowing the entry and exit of the optical fiber 4.
  • the optical fiber 4 is held in the chamber between a first support 7 and a second support 8, being fixed by gluing on these supports.
  • the supports 7, 8 are themselves held by a plate 9 fixed in the chamber.
  • FIG. 2 is a detailed view of the passage 5 between the outside and the inside of the vacuum chamber.
  • the watertight junction between the interior and the exterior is made by a connector 17.
  • the latter comprises a part made of PTFE to make the watertight contact with the optical fiber 4.
  • Figure 3 represents a drawing bench 10 of a fiber optical 4 used to create the narrowed portion of the optical fiber.
  • the optical properties of the fiber during and after stretching can be controlled by a laser source 11 and a photodiode 12 configured respectively to inject a signal into the optical fiber 4 and to detect the signal output from the fiber.
  • the bench 10 comprises two mechanical traction assemblies each comprising a high-precision plate 14 movable in translation and a press 13. The presses 13 hold the optical fiber 4 on supports 27, 28 positioned on the plates 14.
  • a dihydrogen generator and of dioxygen 15 makes it possible to generate a flame 16 at high temperature intended to heat the optical fiber 4 between the two plates 14 to melt it.
  • the heating of the optical fiber combined with the distancing of the two plates 14 causes the stretching of the optical fiber 4 which has the effect of reducing the diameter of the optical fiber in its heated part.
  • the optical fiber is heated and stretched over a typical length of a few centimeters, until a nanofiber is obtained whose diameter is smaller than the wavelength of the light propagating in the nanofiber.
  • the printing process is computer controlled.
  • the trajectory of the plates 14 makes it possible to produce various drawing profiles, in particular to control the length of the shrunken portion.
  • the drawing is preferably carried out so that the stretched fiber maintains an optical transmission greater than 99%.
  • the optical fiber thus prepared is then transferred into the vacuum chamber 2 after having been fixed to the first support 7 and to the second support 8, preferably by gluing.
  • the supports 7, 8 are fixed on the plate 9 which is installed in the vacuum chamber 2.
  • a device as described with reference to Figure 1 offers excellent performance, particularly in terms of efficiency and storage time.
  • the invention relates, according to one of its aspects, to a quantum information storage device comprising: - a vacuum chamber, - a plurality of waveguides configured to propagate light of wavelength O and each having a portion of reduced cross section having a smallest transverse dimension less than O, extending in the chamber vacuum, - an atomic trap configured to trap a single atomic cloud around the reduced section portion of the waveguides.
  • vacuum chamber is meant a chamber configured to allow the establishment of a vacuum corresponding to pressures less than or equal to 10 -8 Torr.
  • the invention advantageously makes it possible to preserve the performance of quantum memories of the prior art while parallelizing several independent memories in the same device.
  • a single atomic trap is used to prepare a large number of independent memories. It is based on the placement in a vacuum chamber of a plurality of waveguides coupled to atoms, preferably cooled by laser, preferably having a temperature less than 100 ⁇ K, more preferably less than 20 ⁇ K.
  • parallelizing fibered quantum memories the individual performance of the memories can be maintained. A single device thus makes it possible to obtain a large number of individually accessible memories.
  • the portions of reduced cross section may in particular have a smaller dimension in their cross section of between 300 nm and 500 nm, advantageously between 350 nm and 450 nm.
  • the plurality of waveguides is configured to transmit at least one light of wavelength O intended to produce a dipolar trap trapping part of the plurality of atoms.
  • part of the plurality of atoms forming part of the atomic cloud obtained using the atomic trap which may in particular be a magneto-optical trap (“magneto-optical trap” or MOT) forms an atomic medium in the immediate vicinity of each narrowed portion of the waveguides.
  • MOT magneto-optical trap
  • the at least one light of wavelength O circulating in the narrowed portions and partly outside these portions makes it possible to create dipole traps trapping atoms of the atomic cloud in the evanescent field around these portions.
  • O depends in particular on the composition of the atomic cloud.
  • the wavelength O is for example between 400 and 1000 nm.
  • Light propagating in the waveguides can be centered around one or more wavelengths.
  • a dipole trap is typically produced using two lasers of different wavelengths, one being detuned in the red relative to a resonance frequency of the atoms and the other in the blue. Once the dipole trap is in place, other wavelengths can flow through the waveguides. In particular, another wavelength is used to store the quantum information in the memory.
  • Such waveguides can in particular be made of silicon nitride SiN or of gallium-indium phosphide GaInP.
  • Optical and electronic lithography techniques can be used to obtain these waveguides;
  • - the atomic trap comprises two coils, called longitudinal, arranged outside the chamber and extending along the longitudinal axis of the waveguides on either side of them, the longitudinal coils being configured to produce a gradient magnetic field trapping the atomic cloud;
  • the atomic trap comprises two coils, called additional coils, arranged outside the chamber in a plane perpendicular to a plane containing the two longitudinal coils and extending along the longitudinal axis of the wave guides on either side of those -here, the additional coils being configured to produce a magnetic field gradient trapping the atomic cloud;
  • - the longitudinal coils and/or the additional coils are rectangular coils;
  • - the atomic trap comprises one or more lasers configured to cool the atomic cloud, preferably to a temperature less than or equal to 100
  • the invention also relates to a method of manufacturing a quantum information storage device according to the invention, comprising the steps consisting of: (a) hot stretching and fixing after stretching between two supports a plurality of optical fibers, so as to obtain the plurality of optical fibers having a portion of reduced section; (b) disposing the plurality of optical fibers in the vacuum chamber.
  • the invention finally relates to the use of a quantum information storage device according to the invention, comprising the steps consisting of: (a1) creating a vacuum in the vacuum chamber; (b1) introducing a plurality of atoms, preferably cesium or rubidium, into the vacuum chamber; (c1) trapping the plurality of atoms around the reduced section portions of the waveguides by means of the atomic trap to form the atomic cloud.
  • the use comprises after step (c1) a step (d1) consisting of propagating in each waveguide a light of wavelength greater than the smallest transverse dimension of the portion of reduced cross section of the guides waves so as to create a dipole trap around each waveguide. More preferably, the use comprises after step (d1) a step (e1) consisting of transferring quantum information between laser lights propagating in each of the waveguides and a part of the atomic cloud trapped around the reduced section portion of each of the waveguides, carrying out multiplexing of quantum memories.
  • Figure 1 represents a quantum information storage device comprising a fibered quantum memory according to the state of the art.
  • FIG 2 Figure 2 is a detailed view of a passage for optical fiber between the exterior and the interior of the ultrahigh vacuum chamber of the device of Figure 1.
  • Figure 3 represents a bench of pulling an optical fiber according to the state of the art.
  • Figure 4 represents a quantum information storage device according to the invention.
  • Figure 5 Figure 5 is a cross-sectional view of a stack of first supports on which optical fibers are fixed.
  • Figure 6 [Fig 7]
  • Figures 5 to 8 are cross-sectional views of different arrangements of a plurality of optical fibers that can be implemented in a storage device according to the invention.
  • Figure 9 represents a vacuum chamber of a device comprising cooling laser beams.
  • FIG. 4 A device 100 for storing quantum information is illustrated in Figure 4.
  • This device 100 comprises a vacuum chamber 2, which is preferably made of metal, glass or a combination of these two materials.
  • the vacuum chamber 2 has an inlet 3 configured to allow the entry of a plurality of atoms into the chamber when the vacuum is achieved.
  • the plurality of atoms is intended to form an atomic cloud within the chamber.
  • Chamber 2 further comprises sealed passages 5, 6 allowing the entry and exit of a plurality of waveguides.
  • the waveguides are optical fibers 4.
  • the optical fibers 4 are stretched fibers, that is to say comprising a narrowed portion, of reduced diameter, extending within the chamber empty 2.
  • the diameter of the optical fibers in the non-constricted portions is typically between 100 ⁇ m and 150 ⁇ m.
  • the shrunken portions are configured to have a diameter smaller than the wavelengths of light propagating in the optical fibers to charge dipole traps trapping part of the atomic cloud and to control quantum memories.
  • the diameter of the narrowed portions is between 25% and 75% of these wavelengths.
  • This diameter is for example between 300 nm and 500 nm, the light sources used having for example wavelengths between 600 nm and 1000 nm.
  • the shrunken portions advantageously have a length greater than or equal to 0.1 cm, 0.5 cm or 1 cm and less than or equal to 5 cm, 3 cm or 1 cm. In one embodiment, lasers having wavelengths of 686 nm and 935 nm are used.
  • the atomic cloud 20 extends along the longitudinal axis of the waveguides and preferably has a length of between 0.5 cm and 5 cm and an extension in a transverse direction of between 1 mm and 5 mm.
  • the atomic cloud may have an ovoid shape, the extension in the transverse direction being maximum at mid-length and minimum at its axial ends. In order to cover a large volume and therefore to maximize the number of reduced sections of waveguides located in the cloud, it is advantageous to maximize the elongation of the atomic cloud as well as its transverse size.
  • the device 100 comprises an atomic trap configured to trap the atoms introduced into the vacuum chamber to form the atomic cloud 20 around the narrowed portion of the waveguides 4.
  • the atomic trap is a magneto-optical trap and comprises two longitudinal coils 24, preferably rectangular, elongated in the direction in which the waveguides 4 extend and arranged on either side of the vacuum chamber.
  • it also includes two additional rectangular coils elongated in the direction in which the waveguides 4 extend, arranged on either side of the vacuum chamber in a plane perpendicular to the plane containing the two longitudinal coils 24.
  • the additional rectangular coils advantageously make it possible to increase the elongation of the atomic cloud.
  • the rectangular nature of all the coils also favors the elongation of the atomic cloud.
  • the atomic trap advantageously comprises one or more cooling lasers configured to cool the atomic cloud.
  • the initial atomic trap could also be another type of trap, in particular a magnetic trap or a dipolar trap produced using at least one additional laser beam.
  • This additional laser beam has a wavelength detuned with respect to the atomic resonance and propagates in free space towards the reduced sections of the waveguides.
  • the circulation of light of well-chosen wavelength depending on the composition of the atomic cloud makes it possible to create dipole traps around the narrowed portions of the waveguides. and to manipulate the properties of the atomic medium in these dipolar traps.
  • the waveguides are independent of each other. We thus obtain a multiplexed quantum memory comprising as many individual quantum memories as waveguides.
  • a single atomic cloud is used to charge all of the dipole traps: this represents a significant gain in terms of resources necessary to produce the multiplexed quantum memory.
  • Drawing of the optical fibers The optical fibers 4 can be stretched individually on a drawing bench 10 according to the drawing method described with reference to Figure 3. Micro-positioning of the supports and fixing of the fibers Once stretched on the drawing bench, the optical fiber 4 is positioned and fixed on a first support 7 and on a second support 8, the reduced section portion of the fiber being arranged between the supports 7, 8. Before positioning a fiber, the supports 7, 8 can be arranged on high-precision translation stages to achieve micro-positioning of the supports.
  • the supports 7, 8 of the optical fiber comprise V-shaped notches 21 in which the optical fiber is positioned, as visible in Figure 5.
  • a shaped notch of V improves the precision of the positioning of the fiber, since the fiber fits against the sides of the notch, independently of its manufacturing tolerances.
  • the optical fiber 4 on the supports 7 and 8 is fixed to each of these, preferably by gluing.
  • the portions of the optical fiber which are fixed to the supports 7, 8 are not stretched portions and have an unreduced diameter typically between 100 ⁇ m and 150 ⁇ m.
  • the positioning of the optical fibers on the supports 7, 8 is controlled by a camera using a microscope objective.
  • a support 7, 8 may include a plurality of V-shaped notches 21 allowing a plurality of optical fibers to be positioned thereon.
  • a plurality of supports can be stacked vertically to form several stages and thus allow the positioning of a greater number of optical fibers in the vacuum chamber. To do this, optical fibers are successively stretched and fixed on the first support 7 and on the second support 8. A first additional support 7 and a second additional support 8 are then fixed on the first and second supports 7, 8, of preferably by gluing, then stretched optical fibers are successively fixed on the additional supports.
  • Figure 5 represents a stack of two first supports 7 comprising a plurality of V-shaped notches 21 in which the optical fibers 4 are arranged.
  • the supports 7 are fixed together by glue 22.
  • the second supports 8 can be stacked in the same way.
  • the supports 7, 8 or in the case of stacking, the sets of stacked supports 7, 8, are then fixed on a plate 9, preferably metallic.
  • the plate 9 is then installed in the vacuum chamber 2. A very precise positioning of the plurality of optical fibers 4 is thus obtained within the vacuum chamber 2.
  • Arrangement of waveguides Different possible configurations for the arrangement of optical fibers 4 are illustrated in Figures 6 to 8.
  • each waveguide is preferably greater than 1 ⁇ m, more preferably greater than 10 ⁇ m.
  • the spacing between each waveguide may, however, be less than or equal to 250 ⁇ m, 200 ⁇ m, 100 ⁇ m, 20 ⁇ m, 10 ⁇ m, 5 ⁇ m or 2 ⁇ m.
  • the optical fibers 4 can be assembled so as to be arranged, in a transverse section, according to the nodes of a grid of L lines comprising N fibers included in the atomic cloud 20.
  • the fibers 4 can be arranged in a transverse section along homothetic concentric lines, as illustrated in Figure 7.
  • the fibers 4 are arranged in a transverse section according to the nodes of a hexagonal mesh, as illustrated in Figure 8 .
  • a preferably compact configuration is obtained, for example in the form of a matrix of N x L nanofibers fixed on the supports 7, 8 or on the stack of supports 7 , 8.
  • the supports 7, 8 are fixed on a plate 9, for example metallic, allowing their transport between the drawing bench 10 and the vacuum chamber 2.
  • the plate 9 is then installed inside the vacuum chamber 2.
  • Preparation of the atomic cloud In the context of the invention, the single atomic cloud 20 is advantageously prepared using an atomic trap configured to trap near the waveguides of the atoms introduced into the vacuum chamber by entry 3. The configuration of the atomic trap determines the dimensions of the atomic cloud.
  • the atomic trap is a magneto-optical trap and comprises at least two longitudinal rectangular coils 24 arranged on either side of the vacuum chamber 2 and extending in the longitudinal direction of the waveguides 4.
  • the coils longitudinal rectangular coils 24 produce a magnetic field gradient configured to trap the atoms of the atomic cloud 20.
  • the length of the magneto-optical trap can be increased by using a configuration further comprising at least two additional rectangular coils arranged on either side other part of the vacuum chamber in a plane perpendicular to the plane formed by the transverse coils 24.
  • the additional rectangular coils extend in a direction parallel to the coils 24.
  • a compression phase by increasing the magnetic field gradient may also be present.
  • the atomic cloud can be compressed to facilitate the creation of the dipole traps around each waveguide by increasing the number of atoms near the waveguides.
  • One or more cooling laser beams are advantageously implemented in combination with the coils.
  • three laser beams are oriented towards the reduced portion of the waveguides.
  • Mirrors are arranged perpendicular to the beams on the opposite side of the chamber in order to reflect the laser beams: we then obtain three retroreflected laser beams.
  • two of the laser beams propagate in the same plane forming an angle for example of 90° at their intersection and the third laser beam propagates perpendicular to the plane of the first two laser beams passing through the intersection of the latter.
  • the atomic cloud 20 has a maximum extension in the transverse direction of between 1 mm and 5 mm, and a length between 0.5 cm and 5 cm, preferably being of the order of 2 cm.
  • the dimensions of the atomic cloud 20 are chosen so that the atomic cloud covers the entirety of the narrowed portions of the waveguides, so that a single atomic cloud is sufficient to produce the multiplexed quantum memory.
  • dipole traps made in the evanescent field of each waveguide are loaded.
  • these are dipole traps with two optical frequencies, detuned in the blue and in the red of the atomic transition of the atoms constituting the atomic cloud, produced by injection of laser beams directly into the waveguides.
  • Dipolar traps make it possible to optically trap the atoms in the evanescent field of each waveguide by means of laser beams propagating in the waveguides.
  • Each waveguide then represents an independent quantum memory. We therefore carried out multiplexing of quantum memories.
  • the atoms in the atomic cloud may be atoms of an atomic element other than cesium, in particular rubidium.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (100) de stockage d'information quantique comportant : - une chambre à vide (2), - une pluralité de guides d'ondes (4) configurés pour propager une lumière de longueur d'onde λ et présentant chacun une portion de section transversale réduite ayant une plus petite dimension transverse inférieure à λ, s'étendant dans la chambre à vide, - un piège atomique configuré pour piéger un nuage atomique unique (20) autour de la portion de section réduite des guides d'ondes.

Description

Description Titre : Dispositif de stockage d’information quantique comportant une pluralité de guides d’ondes optiques, notamment pour former une mémoire quantique multiplexée, procédé de fabrication et utilisation d’un tel dispositif Domaine technique La présente invention concerne le domaine des mémoires quantiques destinées à stocker et lire à la demande des états quantiques transmis par de la lumière. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de stockage d’information quantique comportant une pluralité de guides d’ondes et un piège atomique configuré pour piéger un nuage atomique unique autour des guides d’ondes, chaque guide d’onde permettant d’obtenir une mémoire quantique indépendante. L’invention concerne également un procédé de fabrication ainsi qu’une utilisation d’un tel dispositif. Technique antérieure Le stockage de l’information quantique est un processus important dans la mise en œuvre de procédés d’informatique quantique, notamment de communication ou de calcul quantique. Les mémoires quantiques réalisent le stockage de l’état quantique de la lumière sans altérer ses propriétés et permettent de relâcher la lumière à la demande. Autrement dit, elles réalisent le stockage d’un bit quantique photonique dans un milieu matériel et permettent de relire ce bit quantique à la demande. Les applications des mémoires quantiques couvrent le domaine de l’interconnexion des systèmes quantiques, et en particulier le passage à l’échelle des processeurs quantiques et leur accessibilité à grande distance. Le stockage de l’information quantique autorise par exemple la synchronisation de bits quantiques émis par différents processeurs quantiques pour créer efficacement des liens quantiques entre eux et augmenter leurs capacités de calcul. Il permet également de réaliser des communications quantiques à longue distance via des répéteurs quantiques. Dans ce contexte, un enjeu majeur consiste à multiplexer les mémoires quantiques, c’est-à- dire maîtriser le stockage de plusieurs bits quantiques en parallèle dans un unique système afin d’augmenter les taux de succès des divers protocoles d’interconnexion au sein des réseaux quantiques d’information, que ce soit à courte ou à longue distance. Plusieurs techniques connues peuvent être utilisées pour améliorer les capacités de multiplexage. Ces techniques reposent généralement sur l’utilisation de plusieurs degrés de liberté de la lumière : stockage de plusieurs modes spatiaux orthogonaux, de plusieurs modes temporels ou encore de plusieurs modes fréquentiels. Cependant, ces techniques nécessitent généralement des compromis sur les performances des mémoires, notamment l’efficacité de stockage, car elles conduisent par exemple à une absorption par mode plus faible. Or l’absorption par mode est un paramètre clé pour l’efficacité. De plus, certains degrés de liberté ne sont pas toujours compatibles avec certains protocoles de stockage, en raison par exemple d’une extension transverse limitée ou encore d’une bande spectrale étroite. Il est connu de réaliser un dispositif de stockage d’information quantique mettant en œuvre une mémoire quantique fibrée. En couplant un nuage atomique et un guide d’ondes nanoscopique, il est possible de réaliser une mémoire quantique fibrée dont les performances en termes d’efficacité et de temps de stockage sont particulièrement avantageuses. Une première démonstration de mémoire quantique fibrée a été réalisée avec des atomes refroidis dans un piège magnéto-optique autour d’une fibre optique nanoscopique. Le dispositif correspondant est décrit dans l’article « Demonstration of a Memory for Tightly Guided Light in an Optical Nanofiber », Gouraud et al., Physical Review Letters, 114, 180503 (2015). Une deuxième démonstration a été obtenue avec des atomes piégés dans un piège dipolaire établi dans le champ évanescent autour d’une telle fibre. Elle est décrite dans l’article « Storage of fiber guided light in a nanofiber-trapped ensemble of cold atoms », Sayrin et al., Optica 2, 353 (2015). Une troisième démonstration de mémoire quantique fibrée, dans laquelle les atomes sont également piégés dans un piège dipolaire évanescent autour de la fibre, est décrite dans l’article « Waveguide-coupled single collective excitation of atomic arrays », Corzo et al., Nature 566, 359 (2019). La figure 1 représente un dispositif de stockage d’information quantique 1 comportant une mémoire quantique fibrée, tel que décrit dans ce dernier article. Le dispositif de stockage 1 comporte une chambre à vide 2 présentant une entrée 3 configurée pour permettre l’introduction dans la chambre d’atomes. Les atomes peuvent notamment provenir d’un ou plusieurs dispenseurs, par exemple contrôlés par courant électrique pour chauffer une source d’atomes et ainsi générer un dégagement d’atomes, et sont destinés à être capturés dans un piège magnéto-optique autour de la fibre optique 4, puis piégés dans un piège dipolaire réalisé dans le champ évanescent autour de la fibre optique 4. La chambre comporte également deux passages étanches 5, 6 entre l’intérieur et l’extérieur de la chambre à vide permettant l’entrée et la sortie de la fibre optique 4. La fibre optique 4 est maintenue dans la chambre entre un premier support 7 et un deuxième support 8, étant fixée par collage sur ces supports. Les supports 7, 8 sont eux-mêmes maintenus par une plaque 9 fixée dans la chambre. La fibre optique 4 comporte, entre les deux supports 7, 8, une portion de diamètre réduit, inférieur à la longueur d’onde de la lumière se propageant dans la fibre optique pour contrôler la mémoire quantique. Dans le mode de réalisation décrit, des lasers de longueur d’onde de l’ordre de 686 nm et de l’ordre de 935 nm, correspondant à des longueurs d’onde particulièrement avantageuses pour des atomes de césium, sont mis en œuvre pour le piège dipolaire évanescent et la portion rétrécie a un diamètre de l’ordre de 400 nm. Lors du fonctionnement du dispositif 1, des atomes sont refroidis et piégés au moyen d’un piège magnéto-optique qui recouvre la portion rétrécie de la fibre optique 4. Lorsque la lumière qui se propage dans la fibre 4 atteint la portion rétrécie, une grande partie de l’énergie de la lumière circule à l’extérieur de la fibre en raison de sa taille réduite. Cela forme autour de la fibre une onde évanescente qui peut piéger les atomes à proximité de la fibre et interagir avec eux. Les propriétés du milieu atomique autour de la portion rétrécie peuvent être contrôlées par une lumière se propageant dans la fibre optique 4. Des informations quantiques peuvent dès lors être échangées entre le milieu atomique et la lumière circulant dans la fibre optique 4 : une mémoire quantique est obtenue. La figure 2 est une vue de détail du passage 5 entre l’extérieur et l’intérieur de la chambre à vide. La jonction étanche entre l’intérieur et l’extérieur est réalisée par un connecteur 17. Ce dernier comporte une partie réalisée en PTFE pour réaliser le contact étanche avec la fibre optique 4. La figure 3 représente un banc de tirage 10 d’une fibre optique 4 utilisé pour créer la portion rétrécie de la fibre optique. Les propriétés optiques de la fibre pendant et après étirement peuvent être contrôlées par une source laser 11 et une photodiode 12 configurées respectivement pour injecter un signal dans la fibre optique 4 et pour détecter le signal en sortie de la fibre. Le banc 10 comporte deux ensembles mécaniques de traction comprenant chacun une platine 14 de haute précision mobile en translation et une presse 13. Les presses 13 maintiennent la fibre optique 4 sur des supports 27, 28 positionnés sur les platines 14. Un générateur de dihydrogène et de dioxygène 15 permet de générer une flamme 16 à haute température destinée à chauffer la fibre optique 4 entre les deux platines 14 pour la faire fondre. Le chauffage de la fibre optique combiné à l’éloignement des deux platines 14 réalise l’étirement de la fibre optique 4 qui a pour effet de réduire le diamètre de la fibre optique dans sa partie chauffée. Ainsi, pour réaliser la portion rétrécie, la fibre optique est chauffée et étirée sur une longueur typique de quelques centimètres, jusqu’à obtenir une nanofibre dont le diamètre est plus petit que la longueur d’onde de la lumière se propageant dans la nanofibre. Le procédé de tirage est contrôlé informatiquement. La trajectoire des platines 14 permet de réaliser divers profils de tirage, notamment pour contrôler la longueur de la portion rétrécie. Le tirage est de préférence réalisé de sorte que la fibre étirée conserve une transmission optique supérieure à 99%. La fibre optique ainsi préparée est ensuite transférée dans la chambre à vide 2 après avoir été fixée au premier support 7 et au deuxième support 8, de préférence par collage. Les supports 7, 8 sont fixés sur la plaque 9 qui est installée dans la chambre à vide 2. Un dispositif tel que décrit en référence à la figure 1 offre d’excellentes performances notamment en termes d’efficacité et de temps de stockage. Toutefois, il ne comporte qu’une unique mémoire quantique et ne permet donc pas le multiplexage de mémoires quantiques. Il existe un besoin pour améliorer les dispositifs de stockage d’information quantique existants, notamment pour permettre le multiplexage des mémoires quantiques. Le but de l’invention est de répondre au moins en partie à ce besoin. Exposé de l’invention Pour ce faire, l’invention concerne selon un de ses aspects un dispositif de stockage d’information quantique comportant : - une chambre à vide, - une pluralité de guides d’ondes configurés pour propager une lumière de longueur d’onde O et présentant chacun une portion de section transversale réduite ayant une plus petite dimension transverse inférieure à O, s’étendant dans la chambre à vide, - un piège atomique configuré pour piéger un nuage atomique unique autour de la portion de section réduite des guides d’ondes. Par « chambre à vide », on entend une chambre configurée pour permettre d’établir un vide correspondant à des pressions inférieures ou égales à 10-8 Torr. L’invention permet avantageusement de préserver les performances des mémoires quantiques de l’art antérieur tout en parallélisant plusieurs mémoires indépendantes dans un même dispositif. En particulier, un unique piège atomique est utilisé pour préparer un nombre important de mémoires indépendantes. Elle repose sur la mise en place dans une chambre à vide d’une pluralité de guides d’ondes couplés à des atomes, de préférence refroidis par laser, ayant de préférence une température inférieure à 100 µK, plus préférentiellement inférieure à 20 µK. En parallélisant des mémoires quantiques fibrées, les performances individuelles des mémoires peuvent être maintenues. Un dispositif unique permet ainsi d’obtenir un grand nombre de mémoires individuellement accessibles. De plus, ces mémoires sont intrinsèquement fibrées. Les portions de section transversale réduite peuvent notamment avoir une plus petite dimension dans leur section transversale comprise entre 300 nm et 500 nm, avantageusement entre 350 nm et 450 nm. La pluralité de guides d’ondes est configurée pour transmettre au moins une lumière de longueur d’onde O destinée à réaliser un piège dipolaire piégeant une partie de la pluralité d’atomes. En effet, en configuration de fonctionnement, une partie de la pluralité d’atomes faisant partie du nuage atomique obtenu à l’aide du piège atomique, pouvant notamment être un piège magnéto-optique (« magneto-optical trap » ou MOT), forme un milieu atomique à proximité immédiate de chaque portion rétrécie des guides d’ondes. L’au moins une lumière de longueur d’onde O circulant dans les portions rétrécies et en partie en-dehors de ces portions permet de créer des pièges dipolaires piégeant des atomes du nuage atomique dans le champ évanescent autour de ces portions. Ainsi, la valeur de O dépend notamment de la composition du nuage atomique. La longueur d’onde O est par exemple comprise entre 400 et 1000 nm. La lumière se propageant dans les guides d’onde peut être centrée autour d’une ou plusieurs longueurs d’onde. Un piège dipolaire est typiquement réalisé au moyen de deux lasers de longueurs d’onde différentes, l’une étant désaccordée dans le rouge par rapport à une fréquence de résonance des atomes et l’autre dans le bleu. Une fois le piège dipolaire mis en place, d’autres longueurs d’onde peuvent circuler dans les guides d’ondes. En particulier, on utilise une autre longueur d’onde pour stocker l’information quantique dans la mémoire. Une ou plusieurs autres longueurs d’onde peuvent également être utilisées pour réaliser des champs de contrôle, par exemple pour réaliser un protocole de mémoire absorptive telle que reposant par exemple sur la transparence induite électromagnétiquement (« electromagnetically induced transparency » ou EIT) ou un protocole de mémoire émissive telle que reposant sur le protocole Duan-Lukin-Cirac-Zoller. Un dispositif de stockage d’information quantique selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes : - la portion de section réduite de chaque guide d’onde est disposée à moins de 250 µm d’une portion de section réduite d’un guide d’onde adjacent, de préférence à moins de 100 µm, plus préférentiellement à moins de 5 µm, et à plus de 1 µm, de préférence à plus de 3 µm ; - les guides d’ondes sont disposés, dans une section transverse, selon les nœuds d’un quadrillage ou d’un maillage hexagonal, ou selon des lignes concentriques, de préférence homothétiques, notamment circulaires ou polygonales, notamment hexagonales ; - les portions de section réduite sont parallèles les unes aux autres ; - les guides d’ondes sont des fibres optiques ; - les guides d’ondes sont fixés dans la chambre à vide à un premier support et à un deuxième support, de préférence par collage, de part et d’autre de la portion de section réduite des guides d’ondes ; - le dispositif comprend une pluralité de premiers supports empilés et de deuxièmes supports empilés, l’empilement des supports permettant de positionner les guides à différents niveaux dans la chambre à vide ; - le premier support et le deuxième support comportent une pluralité d’encoches, notamment en forme de V, dans lesquelles les guides peuvent être au moins partiellement reçus ; de telles encoches peuvent positionner les guides latéralement précisément ; - la portion de section réduite des guides d’ondes est de section circulaire et a un diamètre compris entre 300 nm et 500 nm ; - les guides d’ondes sont des structures nanoscopiques lithographiées, notamment des structures comportant une structuration de type cristal photonique. De tels guides d’ondes peuvent notamment être réalisés en nitrure de silicium SiN ou en phosphure de gallium- indium GaInP. Des techniques de lithographie optique et électronique peuvent être employées pour obtenir ces guides d’ondes ; - le piège atomique comprend deux bobines, dites longitudinales, agencées hors de la chambre et s’étendant selon l’axe longitudinal des guides d’ondes de part et d’autre de ceux- ci, les bobines longitudinales étant configurées pour produire un gradient de champ magnétique piégeant le nuage atomique ; - le piège atomique comprend deux bobines, dites supplémentaires, agencées hors de la chambre dans un plan perpendiculaire à un plan contenant les deux bobines longitudinales et s’étendant selon l’axe longitudinal des guides d’ondes de part et d’autre de ceux-ci, les bobines supplémentaires étant configurées pour produire un gradient de champ magnétique piégeant le nuage atomique ; - les bobines longitudinales et/ou les bobines supplémentaires sont des bobines rectangulaires ; - le piège atomique comporte un ou plusieurs lasers configurés pour refroidir le nuage atomique, de préférence à une température inférieure ou égale à 100 µK ; - la chambre à vide comporte deux passages étanches configurés pour permettre l’entrée et la sortie des guides d’ondes, les passages étanches comportant de préférence une partie réalisée en PTFE pour réaliser le contact étanche avec les guides d’ondes. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un dispositif de stockage d’information quantique selon l’invention, comportant les étapes consistant à : (a) étirer à chaud et fixer après étirement entre deux supports une pluralité de fibres optiques, de sorte à obtenir la pluralité de fibres optiques présentant une portion de section réduite ; (b) disposer la pluralité de fibres optiques dans la chambre à vide. L’invention concerne enfin l’utilisation d’un dispositif de stockage d’information quantique selon l’invention, comprenant les étapes consistant à : (a1) réaliser un vide dans la chambre à vide ; (b1) introduire une pluralité d’atomes, de préférence de césium ou de rubidium, dans la chambre à vide ; (c1) piéger la pluralité d’atomes autour des portions de section réduite des guides d’ondes au moyen du piège atomique pour former le nuage atomique. De préférence l’utilisation comporte après l’étape (c1) une étape (d1) consistant à propager dans chaque guide d’onde une lumière de longueur d’onde supérieure à la plus petite dimension transverse de la portion de section transversale réduite des guides d’ondes de sorte à créer un piège dipolaire autour de chaque guide d’onde. De préférence encore, l’utilisation comporte après l’étape (d1) une étape (e1) consistant à transférer de l’information quantique entre des lumières laser se propageant dans chacun des guides d’ondes et une partie du nuage atomique piégée autour de la portion de section réduite de chacun des guides d’ondes, réalisant un multiplexage de mémoires quantiques. Brève description des dessins [Fig 1] La figure 1 représente un dispositif de stockage d’information quantique comportant une mémoire quantique fibrée selon l’état de l’art. [Fig 2] La figure 2 est une vue de détail d’un passage pour fibre optique entre l’extérieur et l’intérieur de la chambre à ultravide du dispositif de la figure 1. [Fig 3] La figure 3 représente un banc de tirage d’une fibre optique selon l’état de l’art. [Fig 4] La figure 4 représente un dispositif de stockage d’information quantique selon l’invention. [Fig 5] La figure 5 est une vue en section transverse d’un empilement de premiers supports sur lesquels sont fixées des fibres optiques. [Fig 6] [Fig 7] [Fig 8] Les figures 5 à 8 sont des vues en section transverse de différents arrangements d’une pluralité de fibres optiques pouvant être mis en œuvre dans un dispositif de stockage selon l’invention. [Fig 9] La figure 9 représente une chambre à vide d’un dispositif comportant des faisceaux laser de refroidissement. Description détaillée Dans l’ensemble de la présente demande, les termes « vertical » et « horizontal » sont à comprendre par référence à un dispositif de stockage d’information quantique selon l’invention en configuration de fonctionnement, dans lequel les guides d’ondes s’étendent sensiblement à l’horizontale entre le premier support 7 et le deuxième support 8. Bien entendu, on peut orienter les guides d’ondes différemment. Les figures 1 à 3 ont déjà été décrites en préambule et ne seront pas commentées ci-après. Les mêmes références numériques ont été conservées dans la suite pour désigner des éléments identiques ou similaires. On a illustré à la figure 4 un dispositif 100 de stockage d’information quantique. Ce dispositif 100 comporte une chambre à vide 2, qui est de préférence réalisée en métal, en verre ou dans une combinaison de ces deux matériaux. La chambre à vide 2 comporte une entrée 3 configurée pour permettre l’entrée d’une pluralité d’atomes dans la chambre lorsque le vide est réalisé. La pluralité d’atomes est destinée à former un nuage atomique au sein de la chambre. La chambre 2 comporte en outre des passages étanches 5, 6 permettant l’entrée et la sortie d’une pluralité de guides d’ondes. Dans le mode réalisation illustré, les guides d’ondes sont des fibres optiques 4. Les fibres optiques 4 sont des fibres étirées, c’est-à-dire comportant une portion rétrécie, de diamètre réduit, s’étendant au sein de la chambre à vide 2. Le diamètre des fibres optiques dans les portions non rétrécies est typiquement compris entre 100 µm et 150 µm. Les portions rétrécies sont configurées pour avoir un diamètre inférieur aux longueurs d’onde de la lumière se propageant dans les fibres optiques pour charger des pièges dipolaires piégeant une partie du nuage atomique et pour contrôler les mémoires quantiques. Ainsi, une partie de l’énergie portée par la lumière est localisée autour des portions rétrécies et forment un champ évanescent adapté pour réaliser les pièges dipolaires. De préférence, le diamètre des portions rétrécies est compris entre 25% et 75% de ces longueurs d’onde. Ce diamètre est par exemple compris entre 300 nm et 500 nm, les sources de lumière utilisées ayant par exemple des longueurs d’onde comprises entre 600 nm et 1000 nm. Les portions rétrécies ont avantageusement une longueur supérieure ou égale à 0,1 cm, 0,5 cm ou 1 cm et inférieure ou égale à 5 cm, 3 cm ou 1 cm. Dans un mode de réalisation, des lasers ayant des longueurs d’onde de 686 nm et de 935 nm sont utilisés. Ces longueurs d’onde sont particulièrement adaptées à la manipulation d’un milieu atomique constitué d’atomes de césium, notamment pour la création de pièges dipolaires. D’autres longueurs d’onde peuvent toutefois être utilisées. En configuration de fonctionnement, le dispositif 100 comporte un nuage atomique unique 20 enveloppant les fibres optiques 4 au moins dans leur portion rétrécie. De manière particulièrement avantageuse, le dispositif 100 permet d’utiliser un seul piège atomique pour former le nuage atomique et charger un grand nombre de pièges dipolaires. Le nuage atomique 20 comporte des atomes de métaux alcalins, avantageusement du césium ou du rubidium. De préférence, il comporte uniquement des atomes de césium ou uniquement des atomes de rubidium. Le nuage atomique 20 est de préférence froid, c’est-à-dire ayant une température inférieure à 100 µK. Le nuage atomique 20 s’étend selon l’axe longitudinal des guides d’ondes et a de préférence une longueur comprise entre 0,5 cm et 5 cm et une extension dans une direction transverse comprise entre 1 mm et 5 mm. Le nuage atomique peut avoir une forme ovoïde, l’extension dans la direction transverse étant maximale à mi-longueur et minimale à ses extrémités axiales. Afin de recouvrir un volume important et donc de maximiser le nombre de sections réduites de guides d’ondes localisées dans le nuage, il est avantageux de maximiser l’élongation du nuage atomique ainsi que sa taille transverse. Le dispositif 100 comporte un piège atomique configuré pour piéger les atomes introduits dans la chambre à vide pour former le nuage atomique 20 autour de la portion rétrécie des guides d’ondes 4. Dans l’exemple illustré à la figure 4, le piège atomique est un piège magnéto-optique et comprend deux bobines longitudinales 24, de préférence rectangulaires, allongées selon la direction dans laquelle s’étendent les guides d’ondes 4 et disposées de part et d’autre de la chambre à vide. Optionnellement, il comprend également deux bobines rectangulaires supplémentaires allongées selon la direction dans laquelle s’étendent les guides d’ondes 4, disposées de part et d’autre de la chambre à vide dans un plan perpendiculaire au plan contenant les deux bobines longitudinales 24. Les bobines rectangulaires supplémentaires permettent avantageusement d’augmenter l’élongation du nuage atomique. La nature rectangulaire de l’ensemble des bobines favorise également l’élongation du nuage atomique. Le piège atomique comprend avantageusement un ou plusieurs lasers de refroidissement configurés pour refroidir le nuage atomique. Le piège atomique initial pourrait également être un autre type de piège, notamment un piège magnétique ou un piège dipolaire réalisé à l’aide d’au moins un faisceau laser additionnel. Ce faisceau laser additionnel a une longueur d’onde désaccordée par rapport à la résonance atomique et se propage en espace libre vers les sections réduites des guides d’ondes. Lorsque le nuage atomique 20 est formé autour des guides d’ondes, la circulation d’une lumière de longueur d’onde bien choisie en fonction de la composition du nuage atomique permet de créer des pièges dipolaires autour des portions rétrécies des guides d’ondes et de manipuler les propriétés du milieu atomique dans ces pièges dipolaires. Les guides d’ondes sont indépendants les uns des autres. On obtient ainsi une mémoire quantique multiplexée comportant autant de mémoires quantiques individuelles que de guides d’ondes. Avantageusement, un unique nuage atomique est utilisé pour charger l’ensemble des pièges dipolaires : cela représente un gain important en termes de ressources nécessaires pour réaliser la mémoire quantique multiplexée. Tirage des fibres optiques Les fibres optiques 4 peuvent être étirées individuellement sur un banc de tirage 10 selon le procédé de tirage décrit en référence à la figure 3. Micro-positionnement des supports et fixation des fibres Une fois étirée sur le banc de tirage, la fibre optique 4 est positionnée et fixée sur un premier support 7 et sur un deuxième support 8, la portion de section réduite de la fibre étant disposée entre les supports 7, 8. Avant positionnement d’une fibre, les supports 7, 8 peuvent être disposés sur des platines de translation de haute précision pour réaliser un micro-positionnement des supports. De préférence, les supports 7, 8 de la fibre optique comportent des encoches 21 en V dans lesquels la fibre optique est positionnée, comme visible à la figure 5. Une encoche en forme de V améliore la précision du positionnement de la fibre, puisque la fibre se cale contre les flancs de l’encoche, indépendamment de ses tolérances de fabrication. Après positionnement de la fibre optique 4 sur les supports 7 et 8, cette dernière est fixée à chacun de ceux-ci, de préférence par collage. Les portions de la fibre optique qui sont fixées aux supports 7, 8 ne sont pas des portions étirées et ont un diamètre non réduit typiquement compris entre 100 µm et 150 µm. Avantageusement, le positionnement des fibres optiques sur les supports 7, 8 est contrôlé par une caméra utilisant un objectif de microscope. Lorsque la fibre optique est fixée aux supports 7, 8, une autre fibre optique peut être mise en place sur le banc de tirage pour être étirée, puis positionnée et fixée sur les supports 7, 8. De manière avantageuse, un support 7, 8 peut comporter une pluralité d’encoches 21 en forme de V permettant de positionner une pluralité de fibres optiques sur celui-ci. Avantageusement encore, une pluralité de supports peut être empilée verticalement pour former plusieurs étages et ainsi permettre le positionnement d’un plus grand nombre de fibres optiques dans la chambre à vide. Pour ce faire, on étire et on fixe successivement des fibres optiques sur le premier support 7 et sur le deuxième support 8. On fixe ensuite un premier support 7 supplémentaire et un deuxième support 8 supplémentaire sur les premier et deuxième supports 7, 8, de préférence par collage, puis on fixe successivement des fibres optiques étirées sur les supports supplémentaires. La procédure peut être répétée pour empiler un plus grand nombre de supports supplémentaires, pour obtenir par exemple un empilement de 5 supports ou plus, 10 supports ou plus ou 50 supports ou plus. La figure 5 représente un empilement de deux premiers supports 7 comportant une pluralité d’encoches 21 en forme de V dans lesquels sont disposées les fibres optiques 4. Les supports 7 sont fixés entre eux par une colle 22. Les deuxièmes supports 8 peuvent être empilés de la même manière. Les supports 7, 8 ou en cas d’empilement, les ensembles de supports 7, 8 empilés, sont ensuite fixés sur une plaque 9, de préférence métallique. La plaque 9 est ensuite installée dans la chambre à vide 2. On obtient ainsi un positionnement très précis de la pluralité de fibres optiques 4 au sein de la chambre à vide 2. Agencement des guides d’ondes On a illustré aux figures 6 à 8 différentes configurations possibles pour l’agencement des fibres optiques 4. Ces configurations ne sont pas limitées à des fibres optiques et sont applicables à d’autres types de guides d’ondes. Le champ évanescent de la lumière autour de la portion rétrécie de chaque guide d’onde décroît exponentiellement et, pour des diamètres réduits compris entre 300 et 500 nm, devient faible à des distances typiques de 1 µm de la surface extérieure du guide d’onde. Ainsi, l’espacement minimal entre chaque guide d’onde est de préférence supérieur à 1 µm, de préférence encore supérieur à 10 µm. L’espacement entre chaque guide d’onde peut toutefois être inférieur ou égal à 250 µm, à 200 µm, à 100 µm, à 20µm, à 10 µm, à 5µm ou à 2 µm. A titre d’exemple, dans le cas où le nuage atomique a une extension transverse d’au moins 2 mm autour des portions rétrécies des guides d’ondes, il est possible de positionner 10 x 10 fibres optiques dans le nuage atomique tout en préservant une forte épaisseur optique pour chaque fibre optique, c’est-à-dire un haut degré d’absorption de la lumière par les atomes autour de la fibre, et sans perturber la formation d’un piège magnéto-optique destiné à piéger le nuage atomique à proximité des fibres optiques. Une plus grande densité de guides d’ondes, de l’ordre de 100 x 100 guides d’ondes dans le nuage atomique, peut être obtenue avec d’autres types de guides d’ondes ou avec un nuage atomique d’extension transverse augmentée. Il est avantageux de disposer les fibres optiques dans une configuration compacte pour maximiser le nombre de fibres pouvant être enveloppées par le nuage atomique. Comme représenté à la figure 6, les fibres optiques 4 peuvent être assemblées de manière à être disposées, dans une section transverse, selon les nœuds d’un quadrillage de L lignes comportant N fibres compris dans le nuage atomique 20. Alternativement, les fibres 4 peuvent être agencées dans une section transverse selon des lignes concentriques homothétiques, comme illustré à la figure 7. Selon une autre variante avantageuse, les fibres 4 sont agencées dans une section transverse selon les nœuds d’un maillage hexagonal, comme illustré à la figure 8. Fixation du support dans la chambre à vide A la fin du procédé de tirage et de fixation des fibres optiques, on obtient une configuration de préférence compacte, par exemple sous forme d’une matrice de N x L nanofibres fixées sur les supports 7, 8 ou sur l’empilement de supports 7, 8. Les supports 7, 8 sont fixés sur une plaque 9, par exemple métallique, permettant leur transport entre le banc de tirage 10 et la chambre à vide 2. La plaque 9 est ensuite installée à l’intérieur de la chambre à vide 2. Préparation du nuage atomique Dans le cadre de l’invention, le nuage atomique unique 20 est avantageusement préparé à l’aide d’un piège atomique configuré pour piéger à proximité des guides d’ondes des atomes introduits dans la chambre à vide par l’entrée 3. La configuration du piège atomique détermine les dimensions du nuage atomique. Préférentiellement, le piège atomique est un piège magnéto-optique et comprend au moins deux bobines rectangulaires longitudinales 24 disposées de part et d’autre de la chambre à vide 2 et s’étendant suivant la direction longitudinale des guides d’ondes 4. Les bobines rectangulaires longitudinales 24 produisent un gradient de champ magnétique configuré pour piéger les atomes du nuage atomique 20. Optionnellement, la longueur du piège magnéto-optique peut être augmentée en utilisant une configuration comprenant en outre au moins deux bobines rectangulaires supplémentaires disposées de part et d’autre de la chambre à vide dans un plan perpendiculaire au plan formé par les bobines transversales 24. Les bobines rectangulaires supplémentaires s’étendent selon une direction parallèle aux bobines 24. Une phase de compression par augmentation du gradient de champ magnétique peut également être présente. En augmentant l’intensité du gradient de champ magnétique, le nuage atomique peut être comprimé pour faciliter la création des pièges dipolaires autour de chaque guide d’onde en augmentant le nombre d’atomes à proximité des guides d’ondes. Un ou plusieurs faisceaux laser de refroidissement sont avantageusement mis en œuvre en combinaison avec les bobines. Selon une première alternative, trois faisceaux laser sont orientés vers la portion réduite des guides d’ondes. Des miroirs sont disposés perpendiculairement aux faisceaux du côté opposé de la chambre afin de réfléchir les faisceaux laser : on obtient alors trois faisceaux laser rétroréfléchis. De préférence, deux des faisceaux laser se propagent dans un même plan en formant un angle par exemple de 90° à leur intersection et le troisième faisceau laser se propage perpendiculairement au plan des deux premiers faisceaux laser en passant par l’intersection de ces derniers. Selon une deuxième alternative, six faisceaux laser non rétroréfléchis sont orientés vers la portion réduite des guides d’ondes. Trois premiers faisceaux sont orientés comme les trois faisceaux laser de la première alternative, les trois autres étant chacun orientés selon une direction opposée à celles des trois premiers faisceaux. La figure 9 représente trois faisceaux laser 29 rétroréfléchis dirigés vers la portion réduite des guides d’ondes dans la chambre à vide 2. Avantageusement, le nuage atomique 20 possède une extension maximale dans la direction transverse comprise entre 1 mm et 5 mm, et une longueur comprise entre 0,5 cm et 5 cm, étant de préférence de l’ordre de 2 cm. Les dimensions du nuage atomique 20 sont choisies pour que le nuage atomique couvre l’intégralité des portions rétrécies des guides d’ondes, de sorte qu’un unique nuage atomique est suffisant pour réaliser la mémoire quantique multiplexée. Après que le nuage atomique 20 est préparé, des pièges dipolaires réalisés dans le champ évanescent de chaque guide d’onde sont chargés. Préférentiellement, il s’agit de pièges dipolaires à deux fréquences optiques, désaccordées dans le bleu et dans le rouge de la transition atomique des atomes constituant le nuage atomique, réalisés par injection de faisceaux lasers directement dans les guides d’ondes. Les pièges dipolaires permettent de piéger optiquement les atomes dans le champ évanescent de chaque guide d’onde au moyen de faisceaux lasers se propageant dans les guides d’ondes. Chaque guide d’onde représente alors une mémoire quantique indépendante. On a donc réalisé un multiplexage de mémoires quantiques. D’autres variantes et améliorations peuvent être prévues sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Par exemple, les atomes du nuage atomique peuvent être des atomes d’un élément atomique autre que le césium, en particulier le rubidium.

Claims

Revendications 1. Dispositif (100) de stockage d’information quantique comportant : - une chambre à vide (2), - une pluralité de guides d’ondes (4) configurés pour propager une lumière de longueur d’onde O et présentant chacun une portion de section transversale réduite ayant une plus petite dimension transverse inférieure à O, s’étendant dans la chambre à vide, - un piège atomique configuré pour piéger un nuage atomique unique (20) autour de la portion de section réduite des guides d’ondes. 2. Dispositif selon la revendication 1, la portion de section réduite de chaque guide d’onde étant disposée à moins de 250 µm d’une portion de section réduite d’un guide d’onde adjacent, de préférence à moins de 100 µm, plus préférentiellement à moins de 5 µm, et à plus de 1 µm, de préférence à plus de 3 µm. 3. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, les guides d’ondes étant disposés, dans une section transverse, selon les nœuds d’un quadrillage ou d’un maillage hexagonal, ou selon des lignes concentriques, de préférence homothétiques, notamment circulaires ou polygonales, notamment hexagonales. 4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, les portions de section réduite étant parallèles les unes aux autres. 5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, les guides d’ondes étant des fibres optiques. 6. Dispositif selon la revendication 5, la chambre à vide comportant deux passages étanches (5, 6) configurés pour permettre l’entrée et la sortie des guides d’ondes, les passages étanches comportant de préférence une partie réalisée en PTFE pour réaliser le contact étanche avec les guides d’ondes. 7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, les guides d’ondes étant fixés dans la chambre à vide à un premier support (7) et à un deuxième support (8), de préférence par collage, de part et d’autre de la portion de section réduite des guides d’ondes. 8. Dispositif selon la revendication précédente, comprenant une pluralité de premiers supports (7) empilés et de deuxièmes supports (8) empilés, l’empilement des supports permettant de positionner les guides à différents niveaux dans la chambre à vide. 9. Dispositif selon l’une des revendications 7 ou 8, le premier support et le deuxième support comportant une pluralité d’encoches (21), notamment en forme de V, dans lesquelles les guides peuvent être au moins partiellement reçus. 10. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, les guides d’ondes étant des structures nanoscopiques lithographiées, notamment des structures comportant une structuration de type cristal photonique. 11. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, la portion de section réduite des guides d’ondes étant de section circulaire et ayant un diamètre compris entre 300 nm et 500 nm. 12. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, le piège atomique comprenant deux bobines, dites longitudinales (24), agencées hors de la chambre et s’étendant selon l’axe longitudinal des guides d’ondes de part et d’autre de ceux-ci, les bobines longitudinales étant configurées pour produire un gradient de champ magnétique piégeant le nuage atomique. 13. Dispositif selon la revendication précédente, le piège atomique comprenant deux bobines, dites supplémentaires, agencées hors de la chambre dans un plan perpendiculaire à un plan contenant les deux bobines longitudinales (24) et s’étendant selon l’axe longitudinal des guides d’ondes de part et d’autre de ceux-ci, les bobines supplémentaires étant configurées pour produire un gradient de champ magnétique piégeant le nuage atomique. 14. Dispositif selon l’une des revendications 12 ou 13, les bobines longitudinales et/ou les bobines supplémentaires étant des bobines rectangulaires. 15. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, le piège atomique comportant un ou plusieurs lasers configurés pour refroidir le nuage atomique, de préférence à une température inférieure à 100 µK. 16. Procédé de fabrication d’un dispositif de stockage d’information quantique selon la revendication 5, comportant les étapes consistant à : (a) étirer à chaud et fixer après étirement entre deux supports une pluralité de fibres optiques, de sorte à obtenir la pluralité de fibres optiques (4) présentant une portion de section réduite ; (b) disposer la pluralité de fibres optiques dans la chambre à vide (2). 17. Utilisation d’un dispositif de stockage d’information quantique selon l’une des revendications 1 à 15, comportant les étapes consistant à : (a1) réaliser un vide dans la chambre à vide ; (b1) introduire une pluralité d’atomes, de préférence de césium ou de rubidium, dans la chambre à vide ; (c1) piéger la pluralité d’atomes autour des portions de section réduite des guides d’ondes au moyen du piège atomique pour former le nuage atomique. 18. Utilisation selon la revendication précédente, comportant après l’étape (c1) une étape (d1) consistant à propager dans chaque guide d’onde une lumière de longueur d’onde supérieure à la plus petite dimension transverse de la portion de section transversale réduite des guides d’ondes de sorte à créer un piège dipolaire autour de chaque guide d’onde. 19. Utilisation selon la revendication précédente, comportant après l’étape (d1) une étape (e1) consistant à transférer de l’information quantique entre une lumière laser se propageant dans chacun des guides d’ondes et une partie du nuage atomique piégée autour de la portion de section réduite de chacun des guides d’ondes, réalisant un multiplexage de mémoires quantiques.
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