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I am Nicolas Fabre, an associate professor (maître de conférences) at Telecom Paris in theoretical quantum optics and information, at LTCI (laboratoire traitement et communication de l'information) and at the group GTO (Group of optical telecommunication).
Research interests in quantum information and quantum optics
Research interests in quantum information and quantum optics
Time-frequency quantum information processing
Quantum metrology
Quantum metrology
We explore how time-frequency variables can enhance time and frequency estimation protocols. Hong-Ou-Mandel (HOM) interferometry leverages quantum two-photon interference to improve time-delay precision. By engineering the spectral distribution of biphoton states, we analyze the metrological advantage of non-Gaussian time-frequency distributions. We then extend the discussion to multi-photon states, revealing a trade-off: while increasing photon number in entangled EPR states enhances entanglement, it also amplifies frequency noise, limiting time-shift estimation precision.
Quantum communication
Quantum communication
Investigating measurement of quantum fields and its impact in quantum communication protocols.
Time and frequency operators, chronocyclic phase space
Time and frequency operators, chronocyclic phase space
The time and frequency as continuous quantum variables of single photons are typically discretized into modes for experiments but not fundamentally required. Their quantum nature arises from the non-commutativity of time and frequency operators, which are well-defined in the one-photon-per-mode subspace. This allows for a universal gate set in this subspace. These gates can be physically implemented and their effects, highlighting that challenges stem from physical encoding rather than Hilbert space dimensionality.
Phase space representation of quantum systems
Quantum computing usefulness
Quantum computing usefulness
Quantum information can be encoded using discrete or continuous variables, with the identification of useful quantum states and gates being crucial for universal quantum computation. Quantum states are often represented through density matrices or phase-space distributions, such as the Wigner distribution, whose positiveness indicates the potential for classical simulation.
Our research focuses on developing a comprehensive framework using phase-space techniques to accurately identify quantum resources in encoded quantum computations, advancing the understanding and application of quantum information processing.
Internships in my group at Telecom Paris are available!
In theory (time-frequency quantum information processing, phase space methods), but also in experiments (generation of entangled photon pairs, quantum random number generators).
Contact:
Funding
QuantEdu France
La stratégie quantique du programme France 2030 soutient un projet de formation impliquant une vingtaine d'universités en France, dont Telecom Paris, membre de l’Institut Polytechnique de Paris. Dans ce cadre, l’IPP met en place des allocations doctorales et des initiatives visant à rehausser la qualité de l'enseignement dans le domaine des technologies quantiques, notamment par l'acquisition de matériel expérimental pour des projets portant sur divers aspects de la physique quantique, tels que l'intrication quantique et la manipulation de bits quantiques.
Le projet QuanTEdu-France vise à consolider les liens entre universitaires, chercheurs et acteurs économiques locaux et nationaux, tout en perfectionnant les compétences stratégiques pour la recherche fondamentale et l'industrie. Pour atteindre cet objectif, le projet propose un programme de financement de contrats doctoraux intégrant une dimension managériale et entrepreneuriale. Il aspire également à doubler d'ici 2027 le vivier d'experts en technologies quantiques grâce à des initiatives de formation continue et initiale ambitieuses.
QuanTEdu-France s'engage à développer et à accélérer les formations aux technologies quantiques pour répondre à la demande croissante de compétences dans ce domaine en France. En collaboration avec vingt-et-un établissements d'enseignement supérieur, de recherche et d'innovation industrielle, le projet vise à créer des emplois dans le secteur quantique d'ici 2030.
Son ambition est de proposer des actions de formation concrètes, allant du pré-universitaire à la formation doctorale, en partenariat avec les acteurs de la formation professionnelle et de l'industrie. Dans cette perspective, QuanTEdu-France participe activement à la transition numérique des établissements d'enseignement supérieur. En répondant à la demande croissante en compétences en technologies quantiques, le projet vise à former des ingénieurs, chercheurs, enseignants-chercheurs, techniciens et gestionnaires qualifiés.
QSNP
QSNP stands as a flagship initiative within the European Quantum Flagship project, dedicated to advancing quantum cryptography technology. Its primary objective is to fortify the security of information transmission across the internet. QSNP's overarching goal is to bolster European sovereignty in quantum technology for cybersecurity, safeguarding the privacy and sensitive data of European citizens exchanged online.
At Telecom Paris, we are currently developing new quantum communications protocols, coherent detection methods, and time-frequency quantum information processing, research funded partially by QSNP.
See https://qsnp.eu/ for more information.
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