Une équipe européenne dans un projet de quantique prometteur
Les réseaux de communication quantique se trouvent en haut de l'agenda européen, avec un intérêt particulier aux domaines de la mémoire quantique ou du stockage des informations. Ainsi, une équipe de chercheurs du Danemark s'est attelé à relever le défi consistant à mettre les informations à disposition des utilisateurs. Pour cela, ils ont eu recours à deux faisceaux lumineux «intriqués» (ou entremêlés) pour le stockage des informations quantiques. L'étude, soutenue par l'UE par un financement associé de près de 16 millions d'euros, est présentée dans la revue Nature Physics. Les experts pensent que les réseaux quantiques offriront aux utilisateurs une sécurité de l'information améliorée par rapport à la sécurité actuelle. L'un des principaux composants de la communication quantique est l'entremêlement entre les systèmes quantiques avec deux faisceaux lumineux. En bref, l'intrication est la connexion de deux faisceaux lumineux. Ces faisceaux lumineux possèdent des caractéristiques bien définies comme cela est le cas des connaissances partagées. En mécanique quantique, un état quantique peut être utilisé pour le transfert d'informations en toute sécurité et sans danger de copie. Dirigés par le professeur Eugene Polzik, les scientifiques du Niels Bohr Institute de l'université de Copenhague sont parvenus à stocker des faisceaux lumineux intriqués dans deux mémoires quantiques. Ils ont utilisé un ensemble de miroirs et d'éléments optiques tels que des diviseurs de faisceaux et des lames de phase sur un grand plan; ce qui a permis à la lumière de voyager dans un labyrinthe optique sur une distance de 10 mètres. Les éléments optiques ont permis aux chercheurs, membres du groupe Quantop de l'institut, de contrôler la lumière et de réguler la taille et l'intensité, s'assurant que les longueurs d'onde et la polarisation de la lumière correspondaient bien aux exigences de l'expérience. Les chercheurs ont expliqué qu'ils ont créé les faisceaux lumineux intriqués en envoyant un faisceau de lumière bleue dans un cristal où ce dernier s'est divisé en deux faisceaux de lumière rouge. Ces deux faisceaux partageaient le même état quantique car ils étaient intriqués. Selon l'équipe, l'état quantique en lui-même constitue une information. Le labyrinthe de miroirs et les éléments optiques ont reçu les deux faisceaux lumineux qui ont ensuite atteint les deux mémoires. Pour les besoins de l'étude, les scientifiques ont utilisé deux conteneurs de verre remplis d'un gaz d'atomes de césium. L'équipe explique que l'état quantique des atomes contenait des informations sous la forme d'un spin, qui peut soit avoir une valeur positive ou négative. Les chercheurs peuvent ensuite les comparer à des données informatiques de la valeur numérique de 0 ou de 1. L'état quantique est transféré à partir des deux faisceaux lumineux aux deux mémoires après le passage des faisceaux dans les atomes. En résulte que l'information est stockée en tant que nouvel état quantique des atomes. «C'est la première fois que le fonctionnement d'une mémoire de ce type a été démontré avec un degré élevé de fiabilité. En fait, ce système est si efficace qu'il est impossible d'obtenir une telle fiabilité avec les mémoires traditionnelles. Ces résultats signifient que le réseau quantique se rapproche petit à petit de la réalité», commente le professeur Polzik. L'étude était partiellement financée par six projets de l'UE: les projets Q-ESSENCE, HIDEAS, CORNER, COMPAS, COQUIT et EMALI. Q-ESSENCE, HIDEAS, CORNER, COMPAS, COQUIT sont financés au titre du thème «Technologies de l'information et de la communication» du septième programme-cadre (7e PC) de l'UE. Le projet Q-ESSENCE («Quantum interfaces, sensors and communication based on entanglement») a reçu un total de 4,7 millions d'euros, HIDEAS («High dimensional entangled systems») est soutenu à 2 millions d'euros, la somme de 2,09 millions d'euros a été octroyée au projet CORNER («Correlated noise effects in quantum information processing»), COMPAS («Computing with mesoscopic photonic and atomic states»), quant à lui, est soutenu à hauteur 1,59 million d'euros. Pour sa part, le projet COQUIT («Collective quantum operations for information technologies») bénéficie de 1,16 million d'euros. Le projet EMALI («Engineering, manipulation and characterisation of quantum states of matter and light») jouit d'un soutien de 4,39 millions d'euros dans le cadre de la ligne budgétaire des réseaux de formation à la recherche Marie Curie du sixième programme-cadre (6e PC) de l'UE.
Pays
Danemark