Des physiciens de l'Institut Max Planck ont mis au point une nouvelle méthode efficace pour contrôler l'intrication quantique des photons et l'ont démontrée en intriquant un nombre record de photons. Cette méthode pourrait être une percée pour les ordinateurs quantiques.
L'intrication quantique est un phénomène qui semble impossible. Essentiellement, les particules peuvent devenir si intriquées qu'elles ne peuvent plus être décrites individuellement, et un changement dans une certaine propriété d'une particule changera instantanément son partenaire intriqué, quelle que soit la distance qui les sépare.
Les implications de cela ont alarmé même Einstein lui-même, qui l'a décrit comme une action macabre à distance.
Aussi paradoxal que cela puisse paraître, l'intrication quantique a été démontrée expérimentalement depuis des décennies. Ce phénomène sous-tend même les nouvelles technologies commerciales telles que les ordinateurs quantiques, où les particules intriquées peuvent être utilisées comme bits quantiques (qubits) qui stockent et traitent les informations.
Pour mieux travailler, vous devez créer de grands groupes de particules et les emmêler, mais cela est difficile à faire. Ainsi, pour une nouvelle étude, des physiciens de l'Institut Max Planck ont étudié une méthode plus robuste d'intrication quantique et l'ont utilisée pour intriquer avec succès 14 photons, le plus grand groupe de photons intriqués à ce jour.
L'équipe a commencé avec un seul atome de rubidium enfermé dans un résonateur optique qui réfléchit les ondes électromagnétiques d'une manière spécifique.
L'atome est frappé par un faisceau laser à une certaine fréquence, qui prépare l'atome à acquérir une propriété donnée.
Ensuite, une autre impulsion de commande lui est envoyée, ce qui amène l'atome à émettre un photon intriqué avec l'atome.
Ce processus se répète avec la rotation de l'atome entre l'émission de chaque photon, jusqu'à ce que toute une chaîne de photons se forme, qui sont tous enchevêtrés les uns avec les autres.
Un tel procédé est beaucoup plus efficace que les méthodes existantes, produisant des photons plus de 43 % du temps, soit près d'un photon pour deux impulsions laser.
Si vous suivez la technologie quantique depuis un certain temps, 14 particules enchevêtrées peuvent ne pas sembler beaucoup - les scientifiques ont réussi à enchevêtrer littéralement des milliards d'atomes dans un gaz lors d'expériences précédentes.
Mais ils ne pourront pas utiliser un système similaire pour les communications quantiques ou les ordinateurs. Les photons sont beaucoup plus faciles à produire et à utiliser dans les technologies de tous les jours, et l'efficacité de cette nouvelle technique devrait être relativement facile à mettre à l'échelle.
Avec cet objectif à l'esprit, les scientifiques disent que la prochaine étape consiste à expérimenter avec au moins deux atomes comme sources de photons.
L'étude a été publiée dans la revue Nature.
2022-08-30 09:03:08
Auteur: Vitalii Babkin