Couplage non linéaire des photons

A première vue, l’expression « supraconducteur transparent » peut sembler un oxymoron.

Néanmoins, les premiers calculs ab initio et les expériences montrent que les matériaux qui se comportent comme des supraconducteurs à fréquence basse et n'absorbent pas dans le domaineoptique peuvent exister.

L’excitation virtuelle des modes électroniques collectifs de ces supraconducteurs dans un champ magnétique apparaît comme un moyen efficace de réaliser l’interaction non linéaire de la lumière au niveau de deux photons uniques.

L’essence de l’effet est que l’énergie de l'interaction ponderomotive est proportionnelle au rapport de la charge carrée à la masse de la « particule collective » interagissant avec les rayonnements, e²/m, et donc, pour une « particule » représentant un mouvement collectif de nombreux électrons, elle monte linéairement, et sa correction de second ordre quadratiquement avec le nombre d’électrons concernés.

Cette situation générale est analysée en détail dans le cadre d’un modèle simple de guide d’ondes à tubes de fibres équipé d’une couche de supraconducteur propre.
Il s’avère que pour des paramètres réalistes, à l’échelle microns du diamètre du tube et à l’échelle centimètres de la longueur de la fibre, un tel système est capable d’effectuer le fonctionnement de la porte logique sur les variables de polarisation d’une paire de photons optiques.