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Des états quantiques créés au sein de l’électronique classique

electronique quantique
| Shutterstock

Aujourd’hui, l’informatique quantique n’est plus un vieux rêve d’auteurs de science-fiction. Au cours des dernières années, ce domaine de recherche a connu un essor considérable, et plusieurs prototypes ont déjà été présentés, bien que seulement partiellement fonctionnels. L’une des principales contraintes de l’informatique quantique est la nécessité d’infrastructures et de composants complexes. Cependant, récemment, des chercheurs ont montré qu’il était possible de générer et manipuler des états quantiques au sein de l’électronique classique utilisée dans les appareils de la vie quotidienne.

Deux nouvelles études montrent comment les technologies quantiques peuvent fonctionner avec l’électronique de tous les jours — en particulier, la transmission d’informations quantiques à l’aide d’appareils en carbure de silicium, un matériau qui est déjà utilisé partout, des lampes LED aux télescopes. Les recherches ont été publiées dans les revues Science Advances et Science.

« La capacité de créer et de contrôler des bits quantiques hautes performances dans l’électronique commerciale a été une surprise » explique l’ingénieur moléculaire David Awschalom, de l’Université de Chicago. « Ces découvertes ont changé notre façon de penser au développement des technologies quantiques — peut-être pouvons-nous trouver un moyen d’utiliser l’électronique d’aujourd’hui pour construire des appareils quantiques ».

Générer des états quantiques au sein de l’électronique classique

Les scientifiques ont pu générer des états quantiques dans du carbure de silicium qui émettaient des particules de lumière uniques, avec une longueur d’onde proche de la bande de télécommunications. Cela signifie que notre infrastructure réseau actuelle n’a peut-être pas besoin d’être trop ajustée pour transporter des informations quantiques.

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Dans la première étude, les scientifiques ont créé ce qu’ils ont appelé une radio FM quantique, capable d’envoyer des informations quantiques sur de longues distances avec des niveaux de contrôle élevés. Dans la seconde étude, l’équipe a utilisé un élément électronique de base, une diode, pour libérer un signal quantique de bruit et le rendre presque parfaitement stable.

La diode agit comme un interrupteur unidirectionnel pour les électrons excités par les lasers utilisés au cours des expériences quantiques, éliminant efficacement les électrons du système et rendant l’environnement beaucoup moins bruyant.

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Vers des réseaux de télécommunications et un Internet quantiques

En septembre, des chercheurs ont pu créer un prototype similaire à un ordinateur quantique qui pourrait fonctionner à température ambiante, et ont utilisé des versions modifiées des composants trouvés dans les ordinateurs classiques, c’est donc un domaine de recherche qui prend de l’ampleur.

« Ce travail nous rapproche d’un pas de plus vers la réalisation de systèmes capables de stocker et de distribuer des informations quantiques à travers les réseaux de fibre optique du monde. De tels réseaux quantiques entraîneraient une nouvelle classe de technologies permettant la création de canaux de communication non piratables, la téléportation d’états d’électrons uniques et la réalisation d’un Internet quantique » conclut Awschalom.

Sources : Science Advances, Science

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