Une nouvelle invention maintient les qubits de lumière stables à température ambiante –

La cryptographie quantique est la réponse des chercheurs à ce problème, et plus précisément à un certain type de qubit — constitué de photons uniques : des particules de lumière.

Les photons uniques ou qubits de lumière, comme on les appelle aussi, sont extrêmement difficiles à pirater.

Cependant, pour que ces qubits de lumière soient stables et fonctionnent correctement, ils doivent être stockés à des températures proches du zéro absolu – c’est-à-dire moins 270 ° C – ce qui nécessite d’énormes quantités d’énergie et de ressources.

Pourtant, dans une étude récemment publiée, des chercheurs de l’Université de Copenhague démontrent une nouvelle façon de stocker ces qubits à température ambiante cent fois plus longtemps que jamais auparavant.

“Nous avons développé un revêtement spécial pour nos puces mémoire qui permet aux bits quantiques de lumière d’être identiques et stables tout en étant à température ambiante. De plus, notre nouvelle méthode nous permet de stocker les qubits pendant une durée beaucoup plus longue, c’est-à-dire des millisecondes. au lieu de microsecondes – quelque chose qui n’était pas possible auparavant. Nous sommes vraiment excités à ce sujet », déclare Eugene Simon Polzik, professeur d’optique quantique à l’Institut Niels Bohr.

Le revêtement spécial des puces mémoire permet de stocker beaucoup plus facilement les qubits de lumière sans grands congélateurs, qui sont difficiles à utiliser et nécessitent beaucoup d’énergie.

Par conséquent, la nouvelle invention sera moins chère et plus compatible avec les exigences de l’industrie à l’avenir.

“L’avantage de stocker ces qubits à température ambiante est qu’il ne nécessite pas d’hélium liquide ou de systèmes laser complexes pour le refroidissement. C’est également une technologie beaucoup plus simple qui peut être mise en œuvre plus facilement dans un futur Internet quantique”, explique Karsten Dideriksen. , un UCPH-PhD sur le projet.

Un revêtement spécial maintient les qubits stables

Les températures normalement chaudes perturbent l’énergie de chaque bit de lumière quantique.

“Dans nos puces mémoire, des milliers d’atomes volent autour en émettant des photons également appelés qubits de lumière. Lorsque les atomes sont exposés à la chaleur, ils commencent à se déplacer plus rapidement et entrent en collision les uns avec les autres et avec les parois de la puce. Cela les amène à émettent des photons très différents les uns des autres. Mais nous avons besoin qu’ils soient exactement les mêmes afin de les utiliser pour une communication sûre à l’avenir », explique Eugene Polzik et ajoute :

“C’est pourquoi nous avons développé une méthode qui protège la mémoire atomique avec le revêtement spécial pour l’intérieur des puces mémoire. Le revêtement se compose de paraffine qui a une structure semblable à de la cire et il agit en adoucissant la collision des atomes, ce qui rend le ont émis des photons ou des qubits identiques et stables. Nous avons également utilisé des filtres spéciaux pour nous assurer que seuls les photons identiques étaient extraits des puces mémoire.

Même si la nouvelle découverte est une percée dans la recherche quantique, elle nécessite encore plus de travail.

“À l’heure actuelle, nous produisons des qubits de lumière à un faible taux – un photon par seconde, tandis que les systèmes refroidis peuvent en produire des millions dans le même laps de temps. Mais nous pensons que cette nouvelle technologie présente des avantages importants et que nous pouvons surmonter ce problème. défi dans le temps », conclut Eugène.