Brevet FR3080507A1 — publié le 20191025

DISPOSITIF DE TRAITEMENT RECONFIGURABLE POUR LES COMMUNICATIONS QUANTIQUES Domaine technique L'invention concerne les dispositifs qui sont chargés de traiter des photons et des signaux électriques pendant des communications quantiques. Etat de l'art Comme le sait l'homme de l'art, les communications quantiques sont des communications dans lesquelles on utilise des photons pour transporter des informations quantiques d'un équipement électronique vers au moins un autre équipement électronique. Lors d'un tel transport, chaque photon est placé dans un état quantique qui correspond à une unité d'information quantique (ou son encodeur peut générer chaque photon ayant un premier état quantique fixe (dépendant du matériel utilisé) à partir d'un signal électrique reçu pendant un intervalle de temps d'une durée prédéfinie et subdivisé en des premier et second sous-intervalles de durées prédéfinies. Dans ce cas, le modulateur peut imposer une amplitude de modulation nulle 25 pendant toute la durée de chaque intervalle de temps hormis pendant des premier et second instants prédéfinis appartenant respectivement aux premier et second sous-intervalles et durant lesquels l'amplitude de modulation est choisie de sorte que l'on obtienne une amplitude moyenne sur tout l'intervalle de temps correspondant à la génération d'un unique 30 photon ayant un premier état quantique ; > le modulateur peut être associé à un atténuateur optique ; - son transformateur peut comprendre un modulateur de phase transformant une phase associée au premier état quantique d'un photon en une autre 5 phase associée au second état quantique du même photon ; > le modulateur de phase peut induire, entre les premier et second sous-intervalles de temps prédéfinis, au moins une différence de phase nulle pour un second état quantique correspondant à une première unité 5 d'information quantique (ou qubit) 10), ou au moins une différence de phase égale à u pour un second état quantique correspondant à une seconde unité d'information quantique (ou qubit) Il ) ; - son décodeur peut comprendre un interféromètre recevant chaque photon ayant le second état quantique et comprenant deux entrées et deux sorties 10 et agencé de sorte que la sortie d'un photon soit déterminée par la différence de phase entre les deux entrées, et un détecteur de photon unique couplé à au moins l'une des deux sorties de l'interféromètre ; > l'interféromètre peut comprendre des premier et deuxième séparateurs de faisceaux optiques couplés entre eux par des première et seconde fibres 15 optiques ayant respectivement des première et seconde longueurs différentes ; - la différence entre les première et seconde longueurs peut être égale à une distance parcourue par un photon pendant la durée prédéfinie d'un intervalle de temps ; 20 - l'interféromètre peut être couplé au détecteur de photon unique par l'intermédiaire d'un troisième séparateur de faisceaux optiques relié à l'interféromètre par des première et seconde fibres optiques ayant respectivement des première et seconde longueurs différentes et délivrant une combinaison de signaux optiques délivrés sur les deux 25 sorties du deuxième séparateur de faisceaux optiques de l'interféromètre; o la différence entre les première et seconde longueurs peut être égale à une distance parcourue par un photon pendant la durée prédéfinie d'un sous-intervalle de temps. 30 L'invention propose également un procédé de configuration comprenant une étape dans laquelle on configure un dispositif de traitement du type de celui présenté ci-avant de sorte que : 6 - soit la sortie de son encodeur soit couplée à l'entrée de son transformateur et la sortie de ce dernier soit couplée à l'entrée de son décodeur, pour qu'il réalise une procédure de type préparer et mesurer, - soit la sortie de son encodeur soit couplée à l'entrée de son transformateur 5 et la sortie de ce dernier soit couplée à l'entrée de son interface de sortie, pour qu'il réalise une procédure de type préparer et envoyer, - soit la sortie de son interface d'entrée soit couplée à l'entrée de son transformateur et la sortie de ce dernier soit couplée à l'entrée de son décodeur, pour qu'il réalise une procédure de type recevoir et mesurer, 10 - soit la sortie de son interface d'entrée soit couplée à l'entrée de son transformateur et la sortie de ce dernier soit couplée à l'entrée de son interface de sortie, pour qu'il réalise une procédure de type recevoir et envoyer. L'invention propose également un procédé destiné à distribuer une clé 15 quantique et comprenant : - une première étape dans laquelle i) on configure un dispositif de traitement du type de celui présenté ci-avant de sorte que son aiguilleur couple son encodeur à l'entrée de son transformateur et la sortie de ce dernier à l'entrée de son décodeur, ii) on configure l'encodeur de sorte qu'il délivre 2N photons 20 ayant des premiers états correspondant respectivement à 2N unités d'information quantique, iii) on configure le transformateur de sorte qu'il transforme le premier état de chaque photon, reçu de l'encodeur via l'aiguilleur, en un second état quantique résultant d'une superposition uniforme de première 10) et seconde 11) unités d'information quantique 25 correspondant à une différence de phase de 7/2, et iv) on détermine avec le décodeur, avec les 2N photons reçus du transformateur via l'aiguilleur, une séquence de 2N signaux électriques correspondant chacun à une valeur choisie parmi 0 et 1, cette séquence étant subdivisée en deux sous-séquences de N signaux électriques notés respectivement xi et yi (avec i = 1 30 à N), et - une seconde étape dans laquelle i) on configure le dispositif de traitement de sorte que son aiguilleur couple la sortie de son encodeur à l'entrée de son transformateur et la sortie de ce dernier à l'entrée de son interface de sortie, 7 ii) on alimente l'encodeur avec N signaux électriques afin qu'il génère à partir de ces N signaux électriques une séquence de N photons ayant chacun un premier état quantique fixe, et on alimente le transformateur avec les deux sous-séquences xi et yi de sorte qu'il transforme le premier état quantique de 5 chacun des N photons, reçus de l'encodeur via l'aiguilleur, en un second état quantique défini par une superposition des première 10) et seconde Il) unités d'information quantique correspondant à une différence de phase qui est fonction des valeurs de ces xi et yi, en vue de sa transmission par l'interface de sortie. 10 Par exemple, dans sa seconde étape on peut alimenter l'encodeur avec les deux sous-séquences de N signaux électriques afin qu'il génère à partir de chaque paire (i) de signaux électriques xi et yi un photon ayant un premier état quantique correspondant soit à la première unité d'information quantique 10) correspondant à une différence de phase de 0 en présence de deux signaux 15 électriques xi=0 et yi=0, soit à la seconde unité d'information quantique 11 ) correspondant à une différence de phase de 7 en présence de deux signaux électriques xi=0 et yi=1 , soit à une superposition uniforme des première 10) et seconde Il> unités d'information quantique correspondant à une différence de phase de +7/2 en présence de deux signaux électriques xi=1 et yi=0, soit encore 20 à une autre superposition uniforme des première 10) et seconde Il> unités d'information quantique correspondant à une différence de phase de -7/2 en présence de deux signaux électriques xi=1 et yi=1 . Brève description des figures 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre de façon schématique et fonctionnelle un premier exemple de réalisation d'un dispositif de traitement selon l'invention placé dans une 30 première configuration, - la figure 2 illustre de façon schématique et fonctionnelle le dispositif de traitement de la figure 1 placé dans une deuxième configuration, - la figure 3 illustre de façon schématique et fonctionnelle le dispositif de 8 traitement de la figure 1 placé dans une troisième configuration, - la figure 4 illustre de façon schématique et fonctionnelle le dispositif de traitement de la figure 1 placé dans une quatrième configuration, - la figure 5 illustre de façon schématique et fonctionnelle un exemple de 5 réalisation d'un décodeur d'un dispositif de traitement selon l'invention, et - la figure 6 illustre de façon schématique et fonctionnelle un second exemple de réalisation d'un dispositif de traitement selon l'invention placé dans une première configuration. lo Description détaillée d'exemples de réalisation L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de traitement 1 configurable en fonction des besoins et chargé de traiter des photons et des signaux électriques pendant des communications quantiques. Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que le 15 dispositif de traitement 1 est destiné à faire partie d'un réseau de communication quantique comprenant par exemple des ordinateurs quantiques. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. En effet, le dispositif de traitement 1 peut faire partie, ou être couplé à, de nombreux équipements d'un réseau de communication comprenant au moins une portion quantique, et notamment à un 20 ou plusieurs ordinateurs classiques ou à d'autres équipements chargés de transférer de l'information quantique encodée dans des photons. On a schématiquement représenté sur les figures 1 à 4 un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif de traitement 1 selon l'invention (placé dans quatre configurations différentes). 25 Comme illustré, un dispositif de traitement 1, selon l'invention, comprend au moins une interface d'entrée 2, un encodeur 3, un transformateur 4, un décodeur 5, une interface de sortie 6 et un aiguilleur 7. L'interface d'entrée 2 est agencée de manière à recevoir des photons ayant des premiers états quantiques. Pour ce faire, elle est, par exemple, 30 connectée à une fibre optique d'un réseau de communication ou à un dispositif permettant de convertir la mémoire d'un ordinateur quantique en propriété quantique d'un photon. Par ailleurs, la sortie de cette interface d'entrée 2 est 9 couplée à une entrée de l'aiguilleur 7. Il est rappelé qu'un état quantique correspond à une unité d'information quantique (ou qubit), notée 10) ou 11), ou à une superposition de deux unités d'information quantique différentes, comme par exemple 1/\/2(10) + 11 )) ou 5 1h/2(10) - Ii )). On notera que cette interface d'entrée 2 peut éventuellement comprendre plusieurs (au moins deux) entrées sélectionnables et/ou plusieurs (au moins deux) sorties sélectionnables. L'encodeur 3 est agencé de manière à générer un photon ayant un 1 o premier état quantique fixe à partir d'un signal électrique reçu. Ce premier état quantique peut, par exemple, être fixé par le matériel utilisé. La sortie de cet encodeur 3 est couplée à une entrée de l'aiguilleur 7. Par exemple cet encodeur 3 peut comprendre un laser générant des photons, et un modulateur agissant sur les photons générés par le laser afin de 15 moduler leur amplitude. A titre d'exemple, le laser peut générer des photons ayant une longueur d'onde égale à 1550 nm et une énergie d'environ 0,8 eV. Un tel laser peut, par exemple, être de type dit « à onde entretenue ». L'encodeur 3 peut, par exemple, générer un photon ayant un premier état quantique fixe à partir d'un signal électrique reçu pendant un intervalle de 20 temps IT d'une durée prédéfinie dpt et subdivisé en des premier SI1 et second SI2 sous-intervalles de durées prédéfinies respectives dp1 et dp2, soit dpt = dp1 + dp2. De préférence, dp1 = dp2, mais cela n'est pas obligatoire. Le modulateur impose alors une amplitude de modulation nulle pendant toute la durée dpt de chaque intervalle de temps IT hormis pendant des premier ip1 et second ip2 25 instants prédéfinis appartenant respectivement aux premier SI1 et second SI2 sous-intervalles. Durant ces premier ip1 et second ip2 instants l'amplitude de modulation est choisie (non nulle) de sorte que l'on obtienne une amplitude moyenne sur tout l'intervalle de temps IT qui correspond à la génération d'un unique photon ayant un premier état quantique fixe. Le microcontrôleur 8 précité 30 est donc chargé d'allumer et d'éteindre le laser, et de fournir au modulateur d'amplitude le signal électrique permettant d'obtenir l'amplitude adéquate pendant les premier ip1 et second ip2 instants de chaque intervalle de temps IT. Par exemple, la durée dpt de chaque intervalle de temps IT peut être 10 égale à 20 ns, et les durées dp1 et dp2 des premier SI1 et second SI2 sous-intervalles peuvent être égales à 10 ns. Si un intervalle de temps IT débute à un instant tO, les premier ip 1 et second ip2 instants prédéfinis peuvent, par exemple, survenir respectivement à tO + 5 ns et tO + 15 ns. Egalement par 5 exemple, la durée de chacun des premier ip1 et second ip2 instants peut, par exemple, être égale 100 ps. Dans ce cas, l'amplitude du signal optique est non nulle pendant les 1 00 ps de durée de chacun des premier ip1 et second ip2 instants, et cette amplitude est choisie de sorte que l'amplitude moyenne sur les 20 ns de durée de l'intervalle de temps IT concerné ne produise qu'un seul 10 photon (ici d'une énergie d'environ 0,8 eV). On comprendra que chaque photon est ainsi localisé temporellement dans un intervalle de temps IT par superposition de « contributions » (ou signaux optiques) compris(es) dans les premier 5I1 et second SI2 sous-intervalles. A titre d'exemple le modulateur de l'encodeur 3 peut être associé à un 15 atténuateur optique (ou atténuateur de signal optique). Cela permet en effet de réduire la puissance optique du signal optique issu du laser, car plus la puissance optique reçue par le modulateur est petite, plus la modulation est facile à réaliser. Le transformateur 4 est agencé de manière à transformer le premier 20 état quantique fixe d'un photon en un second état quantique. L'entrée de ce transformateur 4 est couplée à une sortie de l'aiguilleur 7, et la sortie de ce transformateur 4 est couplée à une entrée de l'aiguilleur 7. Le choix de ce second état quantique peut, par exemple, être fait par un microcontrôleur qui fait éventuellement partie du dispositif 1. Ce choix est 25 défini par un signal électrique qui est communiqué au transformateur 4. Par exemple, ce transformateur 4 peut comprendre un modulateur de phase agencé de manière à transformer la phase qui est associée au premier état quantique fixe d'un photon reçu en une autre phase qui est associée au second état quantique. On notera que dans certains cas les premier et second 30 états quantiques peuvent être identiques et dans ce cas la phase du photon est inchangée par le transformateur 4. Le modulateur de phase peut, par exemple, induire, entre les premier 5I1 et second SI2 sous-intervalles de temps prédéfinis, au moins une différence 11 de phase nulle (0) pour un second état quantique qui correspond à une première unité d'information quantique (ou qubit) 10), ou au moins une différence de phase égale à 7 pour un second état quantique qui correspond à une seconde unité d'information quantique (ou qubit) 11). Il peut être également agencé de manière 5 à induire au moins une différence de phase différente de 0 et de 7 en cas de superpositions des première 10) et seconde Il> unités d'information quantique, comme par exemple +7/2 pour 1k2(10) + Il>) ou -7/2 pour 1/\/2(10) - Il>). Lorsque chaque intervalle de temps IT est subdivisé en des premier Sll et second SI2 sous-intervalles, la différence de phase précitée est la différence 10 entre la phase appliquée pendant le premier sous-intervalle Sll et la phase appliquée pendant le second sous-intervalle SI2. A cet effet, on peut utiliser un modulateur de phase capable de changer, éventuellement, de phase toutes les 10 ns. Il est important de noter que la phase s'entend relativement à la phase 15 du signal à l'instant tO (pour le premier sous-intervalle SI1) et à l'instant tO+dp1 (pour le second sous-intervalle SI2). Le microcontrôleur 8 précité est chargé de fournir au modulateur de phase le signal électrique qui est nécessaire aux changements de phase demandés. 20 Le décodeur 5 est agencé de manière à transformer le second état quantique d'un photon reçu en un signal électrique qui est utilisable par un équipement (distant ou non). Par exemple, chaque signal électrique peut être lu et traité par un microcontrôleur qui est éventuellement le même (8) que celui qui est couplé à l'encodeur 3 et/ou au transformateur 4. L'entrée de ce décodeur 5 25 est couplée à une sortie de l'aiguilleur 7. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 5, ce décodeur 5 peut comprendre un interféromètre 9 qui reçoit chaque photon ayant un second état quantique et qui comprend deux entrées et deux sorties et est agencé de sorte que la sortie d'un photon soit déterminée par la différence de 30 phase entre ces deux entrées, et au moins un détecteur de photon unique 10 couplé à au moins l'une des deux sorties de cet interféromètre 9. Egalement comme illustré non limitativement sur la figure 5, cet interféromètre 9 peut comprendre des premier 11 et deuxième 12 séparateurs 12 de faisceaux optiques couplés entre eux par des première 14 et seconde 15 fibres optiques. Le premier séparateur de faisceaux optiques 11 comprend une « entrée », et deux « sorties » connectées respectivement aux première 14 et seconde 15 fibres optiques. Le deuxième séparateur de faisceaux optiques 12 5 comprend deux « entrées » connectées respectivement aux première 14 et seconde 15 fibres optiques, et deux « sorties ». Les première 14 et seconde 15 fibres optiques ont respectivement des première 11 et seconde 12 longueurs différentes. Par exemple, le premier séparateur de faisceaux optiques 11 peut être 1 o un miroir semi-réfléchissant. De même, le deuxième séparateur de faisceaux optiques 12 peut être un miroir semi-réfléchissant. L'interféromètre 9 constitue une variante d'un interféromètre de MachZehnder qui fonctionne même avec un photon unique. De préférence, la différence entre les première 11 et seconde 12 15 longueurs est égale à la distance qui est parcourue par un photon dans une fibre optique 14 ou 15 pendant la durée prédéfinie dp1 d'un sous-intervalle de temps S11. Typiquement, lorsque la durée prédéfinie dp1 est égale à 20 ns, la différence entre les première 11 et seconde 12 longueurs est égale à environ 4 m. 20 Comme illustré non limitativement sur la figure 5, l'interféromètre 9 peut être couplé au détecteur de photon unique 10 par l'intermédiaire d'un troisième séparateur de faisceaux optiques 13. Ce dernier (13) est alors relié à l'interféromètre 9 (et plus précisément aux deux sorties du deuxième séparateur de faisceaux optiques 12) par des première et seconde fibres optiques ayant 25 respectivement des première et seconde longueurs différentes. Ce troisième séparateur de faisceaux optiques 13 comprend une sortie couplée à une entrée du détecteur 10 et délivrant une combinaison des signaux optiques qui sont délivrés sur les deux sorties du deuxième séparateur de faisceaux optiques 12 de l'interféromètre 9. De préférence, la différence entre ces première et seconde 30 longueurs est égale à la distance qui est parcourue par un photon pendant la durée prédéfinie dp1 d'un sous-intervalle de temps S11. Par exemple, le troisième séparateur de faisceaux optiques 13 peut être un miroir semi-réfléchissant. 13 Avec l'agencement illustré et décrit, le premier séparateur de faisceaux optiques 11 superpose le photon entrant sur les première 14 et seconde 15 fibres optiques et le deuxième séparateur de faisceaux optiques 12 réalise l'interférence entre les deux superpositions de l'unique photon. Les signaux 5 optiques présents sur les deux sorties du deuxième séparateur de faisceaux optiques 12 sont ensuite recombinés grâce au troisième séparateur de faisceaux optiques 13. Au final, si la phase est la même dans les premier SI1 et second S12 sous-intervalles de l'intervalle de temps IT considéré, alors en sortie de l'interféromètre 9 le photon est localisé dans le premier sous-intervalle S11. 10 En revanche, si la phase diffère de 7 entre les premier SI1 et second S12 sous- intervalles de l'intervalle de temps IT considéré, alors en sortie de l'interféromètre 9 le photon est localisé dans le second sous-intervalle SI2. Le détecteur de photon unique 10, situé en sortie de l'interféromètre va détecter l'intervalle de temps IT dans lequel se trouve le photon sortant de l'interféromètre 15 9 et assigner la valeur 0 à ce photon s'il est localisé dans le premier sous- intervalle SI1 et la valeur 1 à ce photon s'il est localisé dans le second sous-intervalle SI2, par exemple. Le microcontrôleur 8 récupère alors les données du détecteur de photon unique 10 afin d'assigner à chaque intervalle de temps IT la valeur 0 ou la valeur 1. 20 Dans une variante de réalisation, en l'absence de troisième séparateur de faisceaux optiques 13 on peut coupler un détecteur de photon unique 10 sur chacune des deux sorties du deuxième séparateur de faisceaux optiques 12, et on détecte ainsi si le photon a pris la première ou la seconde sortie. On transforme ainsi une différence de phase en une différence de position. Cela est 25 particulièrement simple, mais cela nécessite l'utilisation de deux détecteurs de photon unique ou bien (en variante) d'un détecteur à deux entrées. On notera que le détecteur de photon unique n'a qu'un seul rôle, à savoir émettre un signal électrique au moment où il détecte un photon. L'interface de sortie 6 est agencée de manière à délivrer des photons 30 ayant des seconds états quantiques et qui doivent être transmis, par exemple sur une fibre optique d'un réseau de communication ou un circuit permettant de transférer l'état du photon à la mémoire d'un ordinateur quantique. L'entrée de cette interface de sortie 6 est couplée à une sortie de l'aiguilleur 7. 14 L'aiguilleur 7 comprend au moins trois entrées connectées respectivement aux sorties des interface d'entrée 2, encodeur 3 et transformateur 4, et au moins trois sorties connectées respectivement aux entrées des interface de sortie 6, décodeur 5 et transformateur 4, et est agencé 5 de manière à coupler sélectivement au moins l'une de ses entrées à l'une de ses sorties en fonction d'une commande reçue. Par exemple, cette commande peut provenir d'un microcontrôleur qui est éventuellement le même (8) que celui qui est couplé à l'encodeur 3 et/ou au transformateur 4 et/ou au décodeur 5. A titre d'exemples non limitatifs, l'aiguilleur 7 pourra être celui qui est 10 fabriqué par SERCALO sous la référence SL8x8 ("latching fiber optic NxM matrix switch") ou par DiCon Fiberoptics sous la référence scd0129 ("MEMS Modular Single-Mode Matrix Optical Switch") On dispose ainsi d'un unique dispositif de traitement 1 qui peut très avantageusement assurer au moins toutes les procédures mentionnées dans la 15 partie introductive selon la configuration dans laquelle il est temporairement placé, par exemple par le microcontrôleur 8. Il est rappelé que les procédures précédemment mentionnées sont la procédure de type « préparer et mesurer », la procédure de type « préparer et envoyer », la procédure de type « recevoir et mesurer », et la procédure de type « recevoir et envoyer ». 20 Sur la figure 1 se trouve illustré un exemple de dispositif de traitement 1 placé dans une première configuration dédiée à la procédure de type « préparer et mesurer ». Ici, l'aiguilleur 7 couple la sortie de l'encodeur 3 à l'entrée du transformateur 4 et la sortie du transformateur 4 à l'entrée du décodeur 5. Ainsi, l'encodeur 3 génère un photon ayant un premier état 25 quantique fixe à partir de chaque signal électrique reçu, le transformateur 4 transforme le premier état quantique d'un photon issu de l'encodeur 3 en un second état quantique, et le décodeur 5 transforme le second état quantique d'un photon issu du transformateur 4 en un signal électrique utilisable par un équipement (distant ou non). Cette procédure peut, par exemple, être utilisée 30 pour créer des séquences de nombres aléatoires. Sur la figure 2 se trouve illustré le même exemple de dispositif de traitement 1 que celui de la figure 1, mais cette fois placé dans une deuxième 15 configuration dédiée à la procédure de type « préparer et envoyer ». Ici, l'aiguilleur 7 couple la sortie de l'encodeur 3 à l'entrée du transformateur 4 et la sortie du transformateur 4 à l'entrée de l'interface de sortie 6. Ainsi, l'encodeur 3 génère un photon ayant un premier état quantique fixe à partir de chaque 5 signal électrique reçu, le transformateur 4 transforme le premier état quantique d'un photon issu de l'encodeur 3 en un second état quantique, et l'interface de sortie 6 délivre les photons ayant des seconds états quantiques et issus du transformateur 4 en vue de leur transmission, par exemple sur une fibre optique d'un réseau de communication ou un circuit quantique d'un ordinateur 1 o quantique. Cette procédure peut, par exemple, être utilisée pour émettre l'information nécessaire à l'établissement d'une clé quantique partagée avec au moins un équipement distant. Sur la figure 3 se trouve illustré le même exemple de dispositif de traitement 1 que celui de la figure 1, mais cette fois placé dans une troisième 15 configuration dédiée à la procédure de type « recevoir et mesurer ». Ici, l'aiguilleur 7 couple la sortie de l'interface d'entrée 2 à l'entrée du transformateur 4 et la sortie du transformateur 4 à l'entrée du décodeur 5. Ainsi, l'interface d'entrée 2 reçoit des photons ayant des premiers états quantiques, par exemple d'une fibre optique d'un réseau de communication ou d'un circuit quantique d'un 20 ordinateur quantique, le transformateur 4 transforme le premier état quantique d'un photon issu de l'interface d'entrée 2 en un second état quantique, et le décodeur 5 transforme le second état quantique d'un photon issu du transformateur 4 en un signal électrique utilisable par un équipement (distant ou non). Cette procédure peut, par exemple, être utilisée pour recevoir l'information 25 nécessaire à l'établissement d'une clé quantique partagée avec un équipement distant. Sur la figure 4 se trouve illustré le même exemple de dispositif de traitement 1 que celui de la figure 1, mais cette fois placé dans une quatrième configuration dédiée à la procédure de type « recevoir et envoyer ». Ici, 30 l'aiguilleur 7 couple la sortie de l'interface d'entrée 2 à l'entrée du transformateur 4 et la sortie du transformateur 4 à l'entrée de l'interface de sortie 6. Ainsi, l'interface d'entrée 2 reçoit des photons ayant des premiers états quantiques, par exemple d'une fibre optique d'un réseau de communication ou d'un circuit 16 permettant de transférer l'état du photon à la mémoire d'un ordinateur quantique, le transformateur 4 transforme le premier état quantique d'un photon issu de l'interface d'entrée 2 en un second état quantique, et l'interface de sortie 6 délivre les photons ayant des seconds états quantiques et issus du 5 transformateur 4 en vue de leur transmission, par exemple sur une fibre optique d'un réseau de communication ou un circuit quantique d'un circuit permettant de transférer l'état du photon à la mémoire d'un ordinateur quantique. Cette procédure peut, par exemple, être utilisée par des protocoles de cryptographie quantique avancés, par exemple lorsque la communication doit faire plusieurs 1 o allers-retours consécutifs entre équipements ou lorsqu'il y a plus de deux équipements participants. On notera qu'un mode de réalisation de l'invention propose également un procédé de configuration comprenant une étape dans laquelle on configure le dispositif de traitement 1 de sorte que : 15 - soit la sortie de son encodeur 3 soit couplée à l'entrée de son transformateur 4 et la sortie de ce dernier (4) soit couplée à l'entrée de son décodeur 5, pour qu'il réalise une procédure de type « préparer et mesurer », - soit la sortie de son encodeur 3 soit couplée à l'entrée de son transformateur 4 et la sortie de ce dernier (4) soit couplée à l'entrée de son interface de sortie 20 6, pour qu'il réalise une procédure de type « préparer et envoyer », - soit la sortie de son interface d'entrée 2 soit couplée à l'entrée de son transformateur 4 et la sortie de ce dernier (4) soit couplée à l'entrée de son décodeur 5, pour qu'il réalise une procédure de type « recevoir et mesurer », - soit la sortie de son interface d'entrée 2 soit couplée à l'entrée de son 25 transformateur 4 et la sortie de ce dernier (4) à l'entrée de son interface de sortie 6, pour qu'il réalise une procédure de type « recevoir et envoyer ». On notera également qu'un mode de réalisation de l'invention propose aussi un procédé destiné à permettre la distribution d'une clé quantique, et comprenant des première et seconde étapes pouvant être mises en oeuvre au 30 moins par le dispositif de traitement 1 décrit ci-avant. Dans cette première étape du procédé : - on configure le dispositif de traitement 1 de sorte que son aiguilleur 7 couple la sortie de son encodeur 3 à l'entrée de son transformateur 4 et la sortie de 17 ce dernier (4) à l'entrée de son décodeur 5. Le dispositif de traitement 1 est donc placé dans sa première configuration dédiée à la procédure de type « préparer et mesurer », - on configure l'encodeur 3 de sorte qu'il délivre 2N photons ayant des premiers 5 états correspondant respectivement à 2N unités d'information quantique (ou qubits), - on configure le transformateur 4 de sorte qu'il transforme le premier état de chaque photon, reçu de l'encodeur 3 via l'aiguilleur 7, en un second état quantique résultant d'une superposition uniforme des première 10) et seconde 10 11) unités d'information quantique qui correspond à une différence de phase de Tr/2 (1/\/2(10) + 11 )), et - on détermine avec le décodeur 5, avec ces 2N photons reçus du transformateur 4 via l'aiguilleur 7, une séquence de 2N signaux électriques qui correspondent chacun à une valeur choisie parmi 0 et 1, cette séquence 15 étant subdivisée en deux sous-séquences de N signaux électriques notés respectivement xi et yi, avec i = 1 à N. La première sous-séquence est donc (x1, x2, ..., xN) et la seconde sous-séquence est (y1, y2, ..., yN). La subdivision en deux sous-séquences xi et yi est, par exemple, réalisée par le microcontrôleur 8 afin que chaque paire (constituée des deux éléments i des 20 séquences xi et yi) détermine l'état d'un photon à transmettre. Dans la seconde étape du procédé : - on configure le dispositif de traitement 1 de sorte que son aiguilleur 7 couple la sortie de son encodeur 3 à l'entrée de son transformateur 4 et la sortie de ce dernier (4) à l'entrée de son interface de sortie 6. Le dispositif de traitement 25 1 est donc placé dans sa première configuration dédiée à la procédure de type « préparer et envoyer », - on alimente l'encodeur 3 avec N signaux électriques afin qu'il génère à partir de ces N signaux électriques une séquence de N photons ayant chacun un premier état quantique fixe, et 30 - on alimente le transformateur 4 avec les deux sous-séquences de N signaux électriques (x1, x2, ..., xN) et (y1, y2, ..., yN) de sorte qu'il transforme le premier état quantique de chacun des N photons, reçus de l'encodeur 3 via l'aiguilleur 7, en un second état quantique défini par une superposition des 18 première 10) et seconde 11) unités d'information quantique correspondant à une différence de phase qui est fonction des valeurs de ces xi et yi, en vue de la transmission de ce photon par l'interface de sortie 6. Ainsi, on génère une séquence aléatoire de N qubits définis 5 respectivement par les N photons transformés par le transformateur 4 et définissant une clé quantique, et on transmet cette clé quantique via l'interface de sortie 6 à un équipement (distant ou non). Par exemple, dans la seconde étape du procédé on peut alimenter le transformateur 4 avec les deux sous-séquences de N signaux électriques (x1, 10 x2, ..., xN) et (y1, y2, ..., yN) afin qu'il transforme à partir de chaque paire (i) de signaux électriques xi et yi un photon ayant un premier état quantique fixe en un second état quantique correspondant : - soit à la première unité d'information quantique 10) correspondant à une différence de phase de 0 lorsqu'il est en présence de deux signaux 15 électriques xi=0 et yi=0, - soit à la seconde unité d'information quantique 11) correspondant à une différence de phase de 7 lorsqu'il est en présence de deux signaux électriques xi=0 et yi=1 , - soit à une superposition uniforme des première 10) et seconde 11) unités 20 d'information quantique correspondant à une différence de phase de 7/2 (second état 1/\/2(10) + 11 )) lorsqu'il est en présence de deux signaux électriques xi=1 et yi=0, - soit encore à une autre superposition uniforme des première 10) et seconde 11) unités d'information quantique correspondant à une différence de phase 25 de -7/2 (second état 1k2(10) - 11)) lorsqu'il est en présence de deux signaux électriques xi=1 et yi=1 . L'encodeur 3 est informé des valeurs xi et yi, des signaux électriques dont l'encodage a donné la paire de photons à transformer, par un microcontrôleur qui est éventuellement le même (8) que celui qui est couplé au 30 décodeur 5. L'invention permet de mettre en oeuvre d'autres procédures intervenant dans des communications quantiques. L'une de ces procédures est décrite ci- 19 après. Dans cette procédure, un participant (ci-après appelé Alice) agit sur l'état quantique d'un photon qui lui a été transmis en fonction de son état interne, mais également du résultat de l'exécution d'un protocole de communication 5 numérique (par exemple selon un standard de communication tel que ISO/IEC 8802-3 ou IEEE 802.11) avec un autre participant à cette procédure (ci-après appelé Bob). On est donc ici dans le cas d'une communication mixte numérique/quantique. Lorsque la communication numérique a lieu après la communication quantique, il est nécessaire de stocker l'état quantique. L'objet la de cette procédure est donc de stocker l'état quantique d'un photon sans utiliser de mémoire quantique, ce qui revient à enregistrer cet état quantique afin de le restituer à la demande. Afin de pouvoir traiter en parallèle la communication quantique et la communication numérique, il est préférable d'adjoindre au dispositif de 15 traitement 1 (illustré sur les figures 1 à 4) un équipement 16 introduisant un délai (ou retard) programmable. Comme illustré non limitativement sur la figure 6, cet équipement 16 comprend une entrée couplée à une sortie de l'aiguilleur 7, et une sortie couplée à une entrée de l'aiguilleur 7. Par exemple, cet équipement 16 peut comprendre un ensemble de 20 fibres optiques de différentes longueurs pouvant être couplées entre elles ou utilisées séparément par programmation via une interface électronique, afin de définir sélectivement la longueur totale que les photons devront parcourir. Ainsi, on peut programmer à l'avance le temps mis par un photon pour parcourir cette longueur totale de fibre optique. 25 Du point de vue d'Alice, pour la procédure de type « recevoir et mesurer », la séquence d'opérations effectuées est la suivante : - Alice envoie un message numérique de test à Bob et mesure le temps t nécessaire pour recevoir sa réponse, - Alice annonce à Bob qu'elle est prête à initier la communication quantique. 30 Par exemple, elle programme un délai de l'équipement 16 d'une durée égale à 1,5 t, - Bob envoie un message quantique à Alice, 20 - Alice place le message quantique dans l'équipement 16 et initie la communication numérique, - à la fin de cette communication numérique, Alice réalise la programmation du transformateur 4 via le microcontrôleur 8 qui a reçu la communication 5 numérique, - le message quantique est alors sorti de l'équipement 16, passe dans le transformateur 4 où il est transformé, et la procédure se poursuit par la transmission à Bob du message quantique transformé via l'interface de sortie 6 ou par la mesure du message quantique transformé par le décodeur 5. 10 On notera également que le stockage des photons peut être réalisé sans mémoire quantique, simplement en utilisant un délai programmable. Cela résulte du fait que la seconde étape du protocole permet de mesurer le temps t pour une ronde de communication, et donc que les qubits peuvent être stockés pour un temps par exemple égal à un multiple de t par sécurité. A titre d'exemple, 15 cette durée de stockage peut être choisie égale à 2t par configuration. Un exemple d'ensemble d'éléments réalisant une telle fonction de stockage de photons sans mémoire quantique est décrit dans le document brevet US 6,718,080. Un tel ensemble d'éléments est par exemple commercialisé par General Photonics sous le nom ODG et est actuellement 20 décrit à l'adresse Internet http://www.generalphotonics.com/index. php/product/programmable-opticaldelay/. Il est également commercialisé par Optivia sous le nom OTS-ODLS-I-40 en étant actuellement décrit à l'adresse Internet http://www. jencotech.com/cm s/resources/optivaotsodIsi4Og h z. pdf. 25 Les fonctions des différents éléments illustrés sur les figures peuvent être réalisées au moyen de composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») dédiés ou capables d'exécuter des commandes et/ou instructions de modules logiciels (ou « software ») en combinaison avec des modules logiciels adaptés à cet effet. 30 L'homme de l'art comprendra que les différents schémas fonctionnels illustrés représentent des vues conceptuelles d'une circuiterie mettant en oeuvre les principes de l'invention. 21 La description et les dessins illustrent seulement les principes de l'invention. Par conséquent, l'homme de l'art pourra concevoir des variantes d'agencement qui, bien que non explicitement décrites ou illustrées, mettent en oeuvre les principes de l'invention et sont donc inclues dans l'esprit et la portée 5 de cette dernière. Par ailleurs, tous les exemples qui sont ici mentionnés ont principalement un but pédagogique afin d'aider le lecteur à comprendre les principes de l'invention et les concepts constituant des contributions des inventeurs au domaine technique concerné, et ne doivent pas être ici considérés limitativement comme les seuls exemples de mise en oeuvre de l'invention. De la plus, toutes les déclarations qui sont ici relatives aux principes, aspects, et modes de réalisation de l'invention, ainsi que les exemples spécifiques de cette dernière, REVENDICATIONS1. Dispositif de traitement (1) comprenant i) une interface d'entrée (2) recevant des photons ayant des premiers états quantiques, ii) un encodeur (3) générant un photon ayant un premier état quantique fixe à partir d'un signal électrique reçu, iii) un transformateur (4) transformant ledit premier état quantique d'un photon en un second état quantique, iv) un décodeur (5) transformant ledit second état quantique d'un photon reçu en un signal électrique, et v) une interface de sortie (6) délivrant des photons ayant des seconds états quantiques et à transmettre, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un aiguilleur (7) comprenant au moins trois entrées connectées respectivement à des sorties desdits interface d'entrée (2), encodeur (3) et transformateur (4), et au moins trois sorties connectées respectivement à des entrées desdits interface de sortie (6), décodeur (5) et transformateur (4), et couplant sélectivement au moins l'une de ses entrées à l'une de ses sorties en fonction d'une commande reçue. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit encodeur (3) comprend un laser générant des photons et un modulateur agissant sur lesdits photons générés afin de moduler leur amplitude. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit encodeur (3) génère un photon ayant un premier état quantique fixe à partir de chaque signal électrique reçu pendant un intervalle de temps d'une durée prédéfinie et subdivisé en des premier et second sous-intervalles de durées prédéfinies, et en ce que ledit modulateur impose une amplitude de modulation nulle pendant toute la durée de chaque intervalle de temps hormis pendant des premier et second instants prédéfinis appartenant respectivement auxdits premier et second sous-intervalles et durant lesquels ladite amplitude de modulation est choisie de sorte que l'on obtienne une amplitude moyenne sur tout ledit intervalle de temps correspondant à la génération d'un unique photon ayant un premier état quantique. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit modulateur est associé à un atténuateur optique. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que 23 ledit transformateur (4) comprend un modulateur de phase transformant une phase associée audit premier état quantique d'un photon en une autre phase associée audit second état quantique de ce même photon. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit 5 modulateur de phase induit, entre lesdits premier et second sous-intervalles de temps prédéfinis, au moins une différence de phase nulle pour un second état quantique correspondant à une première unité d'information quantique 10), ou au moins une différence de phase égale à 7 pour un second état quantique correspondant à une seconde unité d'information quantique 11). 10 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit décodeur (5) comprend un interféromètre (9) recevant chaque photon ayant ledit second état quantique et comprenant deux entrées et deux sorties et agencé de sorte que la sortie d'un photon soit déterminée par la différence de phase entre les deux entrées, et un détecteur de photon unique (10) couplé à 15 au moins l'une desdites deux sorties dudit interféromètre (9). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit interféromètre (9) comprend des premier (11) et deuxième (12) séparateurs de faisceaux optiques couplés entre eux par des première (14) et seconde (15) fibres optiques ayant respectivement des première et seconde longueurs 20 différentes. 9. Dispositif selon la combinaison des revendications 3 et 8, caractérisé en ce que la différence entre lesdites première et seconde longueurs est égale à une distance parcourue par un photon pendant ladite durée prédéfinie d'un intervalle de temps. 25 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ledit interféromètre (9) est couplé audit détecteur de photon unique (10) par l'intermédiaire d'un troisième séparateur de faisceaux optiques (13) relié audit interféromètre (9) par des première et seconde fibres optiques ayant respectivement des première et seconde longueurs différentes et délivrant une 30 combinaison de signaux optiques délivrés sur deux sorties dudit deuxième séparateur de faisceaux optiques de l'interféromètre. 11. Dispositif selon la combinaison des revendications 3 et 10, caractérisé en ce que la différence entre lesdites première et seconde longueurs est égale 24 à une distance parcourue par un photon pendant la durée prédéfinie d'un sous-intervalle de temps. 12. Procédé de configuration, caractérisé en ce qu'il comprend une étape dans laquelle on configure un dispositif de traitement (1) selon l'une des 5 revendications précédentes de sorte que : - soit la sortie dudit encodeur (3) soit couplée à l'entrée dudit transformateur (4) et la sortie de ce dernier (4) soit couplée à l'entrée dudit décodeur (5), pour qu'il réalise une procédure de type préparer et mesurer, - soit la sortie dudit encodeur (3) soit couplée à l'entrée dudit transformateur 10 (4) et la sortie de ce dernier (4) soit couplée à l'entrée de ladite interface de sortie (6), pour qu'il réalise une procédure de type préparer et envoyer, - soit la sortie de ladite interface d'entrée (2) soit couplée à l'entrée dudit transformateur (4) et la sortie de ce dernier (4) soit couplée à l'entrée dudit décodeur (5), pour qu'il réalise une procédure de type recevoir et mesurer, 15 - soit la sortie de ladite interface d'entrée (2) soit couplée à l'entrée dudit transformateur (4) et la sortie de ce dernier (4) soit couplée à l'entrée de ladite interface de sortie (6), pour qu'il réalise une procédure de type recevoir et envoyer. 13. Procédé de distribution d'une clé quantique, caractérisé en ce qu'il 20 comprend : - une première étape dans laquelle i) on configure un dispositif de traitement (1) selon l'une des revendications précédentes de sorte que la sortie dudit encodeur (3) soit couplée à l'entrée dudit transformateur (4) et la sortie de ce dernier (4) soit couplée à l'entrée dudit décodeur (5), ii) on configure ledit 25 encodeur (3) de sorte qu'il délivre 2N photons ayant des premiers états correspondant respectivement à 2N unités d'information quantique, iii) on configure ledit transformateur (4) de sorte qu'il transforme le premier état de chaque photon, reçu dudit encodeur (3) via ledit aiguilleur (7), en un second état quantique résultant d'une superposition uniforme de première 10) et 30 seconde I1) unités d'information quantique correspondant à une différence de phase de Tr/2, et iv) on détermine avec ledit décodeur (5), avec lesdits 2N photons reçus dudit transformateur (4) via ledit aiguilleur (7), une séquence de 2N signaux électriques correspondant chacun à une valeur choisie parmi 25 0 et 1, cette séquence étant subdivisée en deux sous-séquences de N signaux électriques notés respectivement xi et yi (avec i = 1 à N), et - une seconde étape dans laquelle i) on configure ledit dispositif de traitement (1) de sorte que la sortie dudit encodeur (3) soit couplée à l'entrée dudit 5 transformateur (4) et la sortie de ce dernier (4) soit couplée à l'entrée de ladite interface de sortie (6), ii) on alimente ledit encodeur (3) avec N signaux électriques afin qu'il génère à partir de ces N signaux électriques une séquence de N photons ayant un premier état quantique fixe, et on alimente ledit transformateur (4) avec lesdites deux sous-séquences xi et yi de sorte 1 o qu'il transforme le premier état quantique de chaque photon, reçu dudit encodeur (3) via ledit aiguilleur (7), en un second état quantique défini par une superposition desdites première 10) et seconde Il) unités d'information quantique correspondant à une différence de phase qui est fonction desdites valeurs de ces xi et yi, en vue de la transmission de ce photon par ladite 15 interface de sortie (6). 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que dans ladite seconde étape on alimente ledit encodeur (3) avec lesdites deux sous-séquences de N signaux électriques afin qu'il génère à partir de chaque paire (i) de signaux électriques xi et yi un photon ayant un premier état quantique 20 correspondant soit à ladite première unité d'information quantique 10) correspondant à une différence de phase de 0 en présence de deux signaux électriques xi=0 et yi=0, soit à ladite seconde unité d'information quantique 11 ) correspondant à une différence de phase de 7 en présence de deux signaux électriques xi=0 et yi=1 , soit à une superposition uniforme desdites première 10) 25 et seconde 11) unités d'information quantique correspondant à une différence de phase de 7/2 en présence de deux signaux électriques xi=1 et yi=0, soit encore à une autre superposition uniforme desdites première 10) et seconde Il> unités d'information quantique correspondant à une différence de phase de -7/2 en présence de deux signaux électriques xi=1 et yi=1 .