Une nouvelle recherche de l'University of Chicago propose une extension théorique importante de la portée des liaisons quantiques, jusqu'à 2 000 km (environ 1 243 miles). Le professeur adjoint Tian Zhong et son équipe de la Pritzker School of Molecular Engineering montrent que l'augmentation des temps de cohérence des atomes d'erbium pourrait permettre ces connexions sur de grandes distances.
Concrètement, l'équipe a porté la cohérence de 0.1 milliseconds à plus de 10 milliseconds et a démontré jusqu'à 24 milliseconds dans une expérience. Cette amélioration théorique ouvrirait la possibilité de liaisons sur jusqu'à 4 000 km, distance citée entre UChicago PME et Ocaña, Colombia. Les chercheurs n'ont pas inventé de nouveaux matériaux, mais ont fabriqué des cristaux dopés aux terres rares différemment, en utilisant la molecular-beam epitaxy (MBE) au lieu de la méthode de Czochralski, qui implique de faire fondre les ingrédients à plus de 2 000 degrés Celsius puis de tailler le cristal.
Zhong explique que la MBE fournit une pureté très élevée et d'excellentes propriétés de cohérence quantique. Des spécialistes extérieurs, comme le professeur Hugues de Riedmatten de l'Institute of Photonic Sciences, ont salué l'approche comme hautement innovante et évolutive pour produire de nombreux qubits interconnectables dans un appareil compatible fibre optique. Les prochaines étapes sont expérimentales : Zhong prévoit de relier deux qubits dans des frigos de dilution séparés par 1 000 kilometers de câble enroulé et de construire un troisième frigo pour former un réseau local et simuler un futur lien longue distance.
- Méthode utilisée : MBE
- Amélioration de cohérence : 0.1 → >10 ms
- Expérience : jusqu'à 24 ms
Mots difficiles
- cohérence — stabilité des phases et des états quantiquescohérence quantique
- qubit — unité d'information quantique, équivalente à deux étatsqubits
- cristal — solide dont les atomes forment un réseau ordonnécristaux
- pureté — absence d'impuretés ou contamination dans un matériau
- interconnectable — qui peut être relié à d'autres élémentsinterconnectables
- frigo — abréviation familière pour réfrigérateur de laboratoirefrigos
Astuce : survolez, mettez le focus ou touchez les mots en surbrillance dans l’article pour voir des définitions rapides pendant que vous lisez ou écoutez.
Questions de discussion
- Quels sont, selon vous, les avantages possibles d'une plus grande cohérence des atomes pour les communications quantiques ?
- Quels défis expérimentaux imaginez-vous pour relier deux qubits avec 1 000 km de câble enroulé ?
- Comment l'utilisation de la MBE plutôt que de la méthode de Czochralski peut-elle influencer la production de dispositifs compatibles fibre optique ?
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