Le réseau quantique a maintenu l’intrication d’atomes pendant un record de 10 secondes.

Des chercheurs de l’Université d’Oxford ont développé un réseau quantique utilisant deux types d’atoms différents, le strontium et le calcium, et ont établi un record de cohérence d’intrication d’une durée de 10 secondes. Cette réussite ouvre la voie à l’allongement des durées d’intrication entre les atoms, un enjeu crucial pour le développement des réseaux d’intrication .

En développements les plus prometteurs de la physique quantique est le développement des technologies de calcul quantique. Les utilisent les bits quantiques ( ) pour stocker et traiter l’information. Contrairement aux bits classiques qui ne peuvent stocker que les valeurs 0 ou 1, les bits quantiques peuvent stocker plusieurs valeurs entre 0 et 1 et les utiliser simultanément dans le traitement de l’information.

Ainsi, les bits quantiques offrent une approche exponentielle pour traiter de grandes quantités de données ; cela peut aider à résoudre des problèmes qui prendraient des décennies aux superordinateurs les plus rapides d’aujourd’hui. Les ordinateurs quantiques sont donc considérés comme la prochaine frontière du calcul. Cependant, un élément critique du calcul quantique évolutif est l’intrication quantique.

Pourquoi l’ambiguïté est-elle importante ?

Bien qu’un bit quantique puisse stocker plusieurs valeurs simultanément, son véritable intérêt ré dans le fait qu’il peut être lié à d’autres bits quantiques, ce qui permet d’explorer simultanément un grand nombre de corrélations. Cela n’est possible que lorsqu’un bit quantique est intriqué avec un autre bit quantique, c’est-à-dire qu’un bit détermine l’état de l’autre, même s’ils ne sont pas physiquement reliés.

L’intrication permet également de faciliter la création de portes logiques à plusieurs qubits, favorisant une interaction plus dynamique des bits quantiques par rapport aux unités standard, plus isolées naturellement. Elle permet également aux ordinateurs quantiques de gérer des structures de données plus complexes dans leurs calculs et de résoudre certains des problèmes les plus difficiles jamais rencontrés.

Le plus important, l’intrication permet la téléportation quantique et le partage d’informations entre différents processeurs quantiques sans réellement partager leurs bits quantiques. Cela facilite la construction d’une infrastructure quantique distribuée et contribue à l’établissement à grande échelle des capacités de calcul quantique.

Kommentar les recherches d’Oxford pourront-elles aider ?

Les chercheurs ont utilisé des atomes de strontium et de calcium dans leurs expériences, plaçant chacun dans deux positions différentes. Tandis que la lumière reliait les atomes de strontium entre eux, l’équipe a étendu l’intrication quantique aux atomes de calcium à l’aide d’opérations locales, créant ainsi un état quantique partagé englobant les quatre atomes.

La raison pour laquelle les chercheurs utilisent du calcium dans cette configuration est qu’il est moins sensible au bruit magnétique par rapport au strontium, et qu’il peut être utilisé pour conserver l’état quantique pendant une durée beaucoup plus longue.

« Différents types d’atoms offrent des avantages et des inconvénients différents pour les applications quantiques », a déclaré Dougal Main, chercheur à Oxford, dans une déclaration à la presse. « Avoir plusieurs types d’atoms dans votre ordinateur quantique vous permet de tirer parti des meilleurs atouts de chacun. »

Les chercheurs ont démontré l’avantage de l’utilisation d’atomes différents en préservant l’intrication quantique pendant dix secondes, contrairement aux quelques millisecondes obtenues avec une même cohorte d’atomes.

« Cela pourrait permettre à ces réseaux quantiques futurs de servir des tâches où plusieurs atomes distants doivent partager et protéger le même état quantique », a déclaré Gabriel Araneda, chercheur à l’Université d’Oxford et coauteur de cette étude, dans un communiqué de presse.

« Cela pourrait inclure le calcul quantique, des mesures plus précises effectuées à distance, ainsi que des comparaisons entre différents types d’horloges atomiques. »

Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue Physical Review Letters.