Lancement de l'ERC Emergen Topo

Le projet vise à développer de nouvelles stratégies pour manipuler efficacement la lumière dans des circuits photoniques sur puce. Ces dernières années, les puces photoniques sont apparues comme une alternative possible aux micro-puces électroniques qu’on trouve dans les immenses centres de données, utilisant de la lumière à la place d’un courant électrique. Potentiellement plus économes en énergie et plus rapides en temps de calcul, l’un des grands handicaps de ces puces photoniques est la difficulté à acheminer la lumière dans des circuits à l’échelle micrométrique. Une stratégie très prometteuse pour résoudre ce problème consiste à fabriquer des circuits photoniques dans des plaques semi-conductrices structurées suivant des motifs présentant certaines symétries, par exemple selon une géométrie en nid d’abeilles. Un phénomène remarquable a été observé lorsque l’on juxtapose deux puces de géométries différentes, il se forme, dans certaines conditions, un canal de transmission de la lumière permettant un transport photonique ultra-efficace. Ainsi, la lumière peut franchir sans aucune perte des virages très serrés, sur quelques micromètres. C’est ce qu’on appelle un circuit topologique.

Ce comportement extraordinaire de la lumière a été découvert il y a à peine 7 ans par des équipes aux États-Unis, en Israël et au Japon, et a été récompensé par le prix Nobel de physique de 2016. Le projet EmergenTopo vise à démontrer l’existence de nouvelles configurations dans lesquelles ces circuits topologiques peuvent être réalisés. L’une des voies pour y parvenir consiste à profiter de la sensibilité à l’intensité lumineuse de certains matériaux pour créer des puces photoniques avec des nouvelles symétries. Une deuxième voie développée dans le cadre du projet consiste à induire des nouvelles symétries à partir de la modulation temporelle d’un système de fibres optiques couplées. Outre l’intérêt fondamental dans le domaine de la physique des matériaux topologiques, les résultats attendus ouvriraient la voie à la conception de puces photoniques où le transport de la lumière pourrait être contrôlé très rapidement.

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