Des chercheurs de l’Université de Durham ont démontré avec succès l’intrication quantique de longue durée entre les molécules.
Atteindre cette étape de l’intrication quantique ouvre de nouvelles portes aux progrès futurs de l’informatique quantique, de la détection et de la physique fondamentale.
Dans le cadre d’une première mondiale, les scientifiques ont utilisé des pièges optiques contrôlés avec précision, connus sous le nom de « pincettes optiques à longueur d’onde magique », pour créer un environnement hautement stable qui prend en charge un intrication de longue durée, une capacité clé pour la technologie quantique de nouvelle génération.
L’intrication quantique et ses applications technologiques
Malgré ses étranges implications, l’intrication a été vérifiée expérimentalement et constitue un concept fondamental en mécanique quantique, avec des applications potentielles en informatique quantique et en cryptographie, telles que :
- Informatique quantique : l’intrication est une ressource cruciale en informatique quantique, où les bits quantiques (qubits) peuvent exister dans des états intriqués, permettant des calculs plus puissants et plus rapides que les ordinateurs classiques.
- Cryptographie quantique : l’intrication peut être utilisée dans des méthodes de communication sécurisées, telles que la distribution de clés quantiques, qui garantissent que toute écoute clandestine sur la transmission de données quantiques peut être immédiatement détectée.
La percée moléculaire est la première du genre
Bien que l’intrication quantique ait été réalisée avec des atomes, y parvenir avec des molécules complexes constitue un pas en avant important, car les molécules offrent des structures et des propriétés supplémentaires, telles que la vibration et la rotation, qui peuvent être exploitées dans des applications quantiques avancées.
Le professeur Simon Cornish, qui a dirigé l’étude, a expliqué : « Les résultats mettent en évidence le contrôle remarquable que nous avons sur les molécules individuelles.
“L’intrication quantique est très fragile, mais nous pouvons intriguer deux molécules en utilisant des interactions incroyablement faibles, puis empêcher la perte de l’intrication pendant un temps proche d’une seconde.”
Cette avancée a été rendue possible grâce au développement d’un environnement stable qui maintient la cohérence des molécules intriquées sur des périodes prolongées.
En utilisant lumière laser spécialement réglée dans la pince optiqueles chercheurs sont capables de contrôler des molécules avec une précision sans précédent, ouvrant la voie à des opérations quantiques plus complexes.
“Nos travaux démontrent l’incroyable potentiel des molécules en tant qu’éléments constitutifs des technologies quantiques de nouvelle génération”, a déclaré le Dr Daniel Ruttley, co-auteur de l’étude.
“L’intrication moléculaire de longue durée pourrait être exploitée pour construire des ordinateurs quantiques ou des capteurs quantiques précis et pour comprendre la nature quantique de matériaux complexes.”
La stabilité des molécules est essentielle
La recherche a atteint une fidélité d’intrication exceptionnellement élevée, atteignant des niveaux supérieurs à 92 % et même plus lorsqu’on tient compte des erreurs corrigibles.
Cette stabilité de l’intrication des molécules est essentielle pour les applications nécessitant de longues périodes de mesure et le stockage d’informations quantiques.
L’intrication quantique de longue durée dans les molécules pourrait améliorer la précision des mesures en matière de détection quantique, simuler des matériaux quantiques complexes et permettre de nouvelles formes de calcul quantique.
De plus, cette recherche soutient le développement de « mémoires quantiques » – des dispositifs qui stockent des informations quantiques pendant des durées plus longues, essentielles aux réseaux quantiques avancés.
Cette avancée est la dernière d’une série d’avancées dans la science quantique et représente un pas majeur vers l’utilisation de molécules dans une technologie quantique complexe.
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