Les scientifiques chinois ont franchi une étape importante en exploitant la puissance de l’intrication quantique pour alimenter un moteur quantique, révolutionnant potentiellement l’efficacité énergétique et alimentant les futures technologies quantiques.
Le phénomène d’intrication maintient deux photons séparés étroitement liés, communiquant apparemment plus rapidement que la lumière, quelle que soit la distance qui les sépare.
Des chercheurs de l’Académie d’innovation des sciences et technologies des mesures de précision de l’Académie chinoise des sciences ont souligné que cette avancée démontre le potentiel des moteurs quantiques à utiliser leurs états intriqués comme source de carburant. Poste du matin de la Chine du Sud signalé.
Selon Zhou Fei, l’un des auteurs correspondants, le point culminant de l’étude est « la première réalisation expérimentale d’un moteur quantique aux caractéristiques intriquées, qui a vérifié quantitativement que l’intrication peut servir de type de « carburant » ».
Dans l’étude, publiée le 30 avril dans la revue Physical Review Letters, Zhou, avec le co-auteur Feng Mang et leur équipe, ont démontré que le phénomène d’intrication améliore l’efficacité de sortie des moteurs quantiques.
Libérer le potentiel d’une efficacité énergétique révolutionnaire
Contrairement aux moteurs conventionnels reposant sur la combustion thermique, un moteur quantique utilise des lasers pour déplacer les particules entre les états quantiques, transformant ainsi la lumière en énergie cinétique.
De plus, les moteurs quantiques possèdent théoriquement la capacité de dépasser les limitations thermodynamiques classiques, atteignant potentiellement des rendements de conversion d’énergie supérieurs à 25 %, suffisamment pour alimenter des ordinateurs et des circuits quantiques à grande échelle.
Ainsi, l’équipe de Zhou a utilisé des ions ultra-froids 40Ca+ contenus dans un piège à ions comme matériau de travail pour le moteur quantique. Ils ont conçu un processus thermodynamique convertissant l’énergie laser externe en énergie vibratoire des ions.
“Nous avons choisi les états intriqués de deux ions en rotation comme substance de travail, avec [their] modes vibratoires agissant comme la charge. Grâce à des ajustements précis de la fréquence, de l’amplitude et de la durée du laser, les ions sont passés de leurs états purs initiaux à des états hautement intriqués », a précisé Zhou.
Comme il le souligne en outre, ces mesures donnent à l’équipe un aperçu de l’efficacité du fonctionnement du moteur et de l’efficacité avec laquelle il utilise l’énergie qu’il produit.
L’intrication des ions augmente l’efficacité mécanique
L’analyse de plus de 10 000 expériences a indiqué que des niveaux accrus d’intrication des ions étaient corrélés à une efficacité mécanique améliorée, tandis que l’efficacité de conversion restait relativement peu affectée par le degré d’intrication. Cela suggère que l’intrication quantique agit comme un « carburant » dans les moteurs quantiques malgré son mécanisme mystérieux pour les physiciens.
“Les moteurs quantiques sont actuellement un domaine de recherche très actif, avec de nombreuses analyses et études théoriques, mais très peu de résultats expérimentaux sont fournis”, a noté Zhou.
Selon Zhou, les conclusions de l’étude ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement de dispositifs à micro-énergie tels que les moteurs quantiques et les batteries. Ils suggèrent que les propriétés d’enchevêtrement du matériau de travail peuvent améliorer l’énergie maximale extractible.
Même si les batteries quantiques ne stockent pas autant d’énergie que celles des véhicules électriques, leur véritable avantage réside dans leur capacité à alimenter de nombreux ordinateurs et circuits quantiques. Ainsi, le défi futur est d’augmenter la variété des matériaux tout en préservant la qualité de l’enchevêtrement, conduisant à un rendement plus élevé.
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À PROPOS DE L’ÉDITEUR
Bojan Stojkovski Bojan Stojkovski est un journaliste indépendant basé à Skopje, en Macédoine du Nord, qui couvre la politique étrangère et la technologie depuis plus d’une décennie. Son travail a été publié dans Foreign Policy, ZDNet et Nature.
2024-06-02 20:25:42
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