Une nouvelle percée en matière de stockage quantique voit un qubit stocké pendant 20 millisecondes

Une nouvelle percée en matière de stockage quantique voit un qubit stocké pendant 20 millisecondes
Written by admin

Des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) ont battu un nouveau record en stockant un qubit dans un cristal pendant 20 millisecondes, révèle un communiqué de presse.

Le nouveau record du stockage quantique pourrait aider à développer des réseaux de télécommunications quantiques longue distance ultra-sécurisés.

La physique quantique a permis une multitude d’innovations, notamment des ordinateurs, des smartphones et des GPS. Le domaine montre également un grand potentiel en ouvrant de nouvelles voies de recherche pour l’informatique quantique et la cryptographie, cette dernière permettant potentiellement l’envoi de messages codés sur les réseaux de communication quantiques.

Un obstacle se dresse sur le chemin. Après avoir parcouru quelques centaines de kilomètres dans un câble à fibre optique, les photons qui transportent les qubits (bits quantiques) stockant l’information disparaissent, cessant la communication.

Les chercheurs de l’UNIGE ont entrepris de construire des “répéteurs”, une sorte de “relais” reposant en partie sur la mémoire quantique. Leurs recherches sont publiées dans la revue npj Informations quantiques.

La superposition – qualifiée par Albert Einstein d ‘”action effrayante à distance” – permettrait une communication ultra-sécurisée car elle alerterait un expéditeur dès que son message aurait été intercepté, et il ne pourrait pas être copié sans briser l’enchevêtrement qui permet le message à envoyer en premier lieu.

En 2015, une équipe de l’UNIGE dirigée par Mikael Afzelius, maître de conférences au Département de physique appliquée, a réussi à stocker un qubit porté par un photon pendant 0,5 milliseconde dans un cristal. Le photon a transféré son état quantique aux atomes du cristal avant de disparaître. Cependant, les résultats ont montré que le phénomène n’a pas duré assez longtemps pour construire le plus grand réseau de cristaux requis pour construire un vaste réseau de communication.

“Un record du monde pour la mémoire quantique”

Le nouveau jalon de 20 millisecondes, cependant, pourrait être juste la percée que l’équipe d’Afzelius recherchait. “C’est un record du monde pour un mémoire quantique basé sur un système à l’état solide, dans ce cas un cristal. Nous avons même réussi à atteindre la barre des 100 millisecondes avec une petite perte de fidélité”, a déclaré Azfelius.

Pour leurs expériences, les chercheurs ont maintenu leurs cristaux à des températures de -273,15°C afin de ne pas perturber l’effet d’intrication.

“Nous avons appliqué un petit champ magnétique d’un millième de Tesla au cristal et utilisé des méthodes de découplage dynamique, qui consistent à envoyer des fréquences radio intenses au cristal”, a déclaré Antonio Ortu, post-doctorant au Département de physique appliquée à UNIGE.

“L’effet de ces techniques est de découpler les ions de terres rares des perturbations de l’environnement et d’augmenter les performances de stockage que nous connaissions jusqu’à présent de près d’un facteur 40”, a-t-il ajouté.

Le résultat de cette expérience pourrait permettre le développement de réseaux de télécommunications quantiques longue distance, même si les chercheurs devraient encore allonger encore le temps de stockage. Dans leur article, les chercheurs précisent que “l’objectif est de développer un système qui soit performant sur tous ces points et qui puisse être commercialisé d’ici dix ans”.

.

Leave a Comment