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Une nouvelle percée dans la communication quantique est prometteuse

Une nouvelle percée dans la communication quantique est prometteuse

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Les chercheurs ont créé une puce optique qui semble résoudre l'un des plus grands défis du développement de systèmes de communication quantique optique, offrant potentiellement un moyen fiable et rentable de développer des communications quantiques.

Problèmes de communication quantique optique

De nombreux systèmes de communication avancés développés aujourd'hui utilisent la mécanique quantique pour traiter, stocker et transmettre des informations. exploiter le principe de l'intrication, où deux particules deviennent si intimement liées qu'elles agissent comme un système unique, quelle que soit la distance entre les deux particules.

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Le problème des systèmes quantiques optiques qui reposent sur des photons est que les composants qui traitent et stockent les informations nécessitent des photons de lumière visible, mais les câbles à fibres optiques qui transmettent les informations ont besoin d'une lumière proche infrarouge, dont la longueur d'onde est près de 10 fois supérieure.

Les scientifiques du National Institute for Standards and Technology (NIST) semblent avoir trouvé une solution ingénieuse à ce problème en utilisant un phénomène physique bien connu connu sous le nom de «galerie chuchotante» comme source d'inspiration.

Créer un murmure optique

Dans un environnement acoustique où les murs forment une surface parfaitement incurvée de chaque côté, les ondes sonores peuvent voyager en grande partie sans entrave, de sorte qu'une personne debout à une position le long du mur puisse entendre le son le plus faible provenant de n'importe quelle autre partie du mur.

Connues sous le nom de galeries chuchotantes, ces structures sont responsables de certains des sites architecturaux les plus connus au monde.

Des chercheurs du NIST, Xiyuan Lu, Kartik Srinivasan et une équipe de l'Université du Maryland NanoCenter à College Park - qui ont décrit leurs travaux dans le journal Physique de la nature—Avoir produit des paires de photons intriqués de photons de lumière visible et proche infrarouge en utilisant des composants optiques à base de puces facilement produits en série.

Ils y sont parvenus en créant des «galeries chuchotantes» optiques spécialement conçues dans lesquelles un laser à pompe entrerait dans un résonateur en forme d'anneau et en tournant à travers l'anneau, une paire de photons intriqués émerge: un photon de lumière visible et un photon proche infrarouge .

«Nous voulions relier les photons de lumière visible, qui sont bons pour stocker des informations dans les systèmes atomiques, et les photons de télécommunication, qui sont dans le proche infrarouge et capables de voyager à travers les fibres optiques avec une faible perte de signal», a déclaré Srinivasan. ceux qui espèrent concevoir des systèmes de communication optique quantique, les particules intriquées idéales avec lesquelles travailler. Plus important encore, ils sont capables de le faire de manière évolutive.

"Nous avons trouvé comment concevoir ces résonateurs de galerie chuchotants pour produire un grand nombre des paires que nous voulions, avec très peu de bruit de fond et d'autres lumières parasites", a déclaré Lu.

Promesse future pour la mémoire enchevêtrée

L’aspect le plus prometteur de cette technique est le potentiel de ce que l’on appelle l’échange d’enchevêtrements. C'est là que deux paires de particules intriquées sont liées à deux unités de mémoire quantique, l'intrication des paires est transmise aux mémoires, les reliant entre elles sur de vastes distances, ce qui était impensable auparavant.

"Notre contribution a été de trouver comment fabriquer une source de lumière quantique avec les bonnes propriétés qui pourraient permettre un tel enchevêtrement à longue distance", a déclaré Srinivasan.


Voir la vidéo: Déroulement dune pratique en Communication Quantique (Novembre 2021).