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Pour la première fois, un photon a été téléporté d'une puce à une autre

L'expérience a été menée par des spécialistes de l'Université de Bristol. Les nouvelles technologies contribueront au développement d'ordinateurs quantiques sur circuits en silicium. Nous disons comment leur système est organisé. Nous considérons également plusieurs projets tiers liés à la téléportation quantique.


Photo - Steve Jurvetson - CC BY / Photo modifiée

Quelle est l'essence de la technologie


La téléportation quantique est un processus impliquant le transfert d'un état quantique à une distance à l'aide de photons intriqués. Ils sont détruits au point de départ et recréés au point de réception. À l'avenir, cette fonction peut être utilisée pour transmettre des informations.

Le premier transfert de particules au sein d'une seule puce de silicium - de 6 mm - a été réalisé par un groupe de physiciens de l'École supérieure technique suisse de Zurich (ETH Zurich) en 2013.

Mais à la fin de l'année dernière, leurs collègues de Bristol ont amélioré la technologie et ont été les premiers au monde à téléporter un photon entre les microcircuits. Cette réalisation est une autre étape vers le développement de réseaux quantiques et d'ordinateurs à puce de silicium.

Comment ça fonctionne


Il est construit sur des sources de photons non linéaires et des circuits quantiques linéaires. Les physiciens ont utilisé des émetteurs et des récepteurs miniatures d'une taille maximale de cinq millimètres.

Le processus de téléportation lui-même se déroule en plusieurs étapes:

  • La source génère deux paires de photons intriqués.
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Des spécialistes de l'Université de Bristol ont également mené une expérience avec quatre sources et démontré l'état de Greenberger-Horne-Zellinger ( p . 3 ). Elle se caractérise par un enchevêtrement quantique d'un système d'au moins trois qubits.

Le degré de coïncidence des états quantiques lors de leur transfert de puce à puce était de 88,5%. Le chiffre est comparable au même indicateur de téléportation sur une seule puce ( page 4 ). Une telle précision est suffisante pour transmettre efficacement des informations via des canaux à fibre optique. Mais pour l'implémentation d'un ordinateur quantique tolérant aux pannes, ce paramètre doit atteindre la barre des 99%. Une équipe de physiciens note qu'ils poursuivront leurs recherches dans ce sens.

D'autres expériences


L'été dernier, des ingénieurs de l'Université d'État de Yokohama au Japon avaient téléporté des particules de lumière à l'intérieur du diamant. À l'aide de micro-ondes et d'ondes radio, les chercheurs ont lié le spin électronique au spin nucléaire du carbone. Ensuite, un photon a été introduit dans le système - l'électron l'a immédiatement absorbé et a transmis des informations à ce sujet à la deuxième particule. En fait, les ingénieurs ont réussi à former un répéteur quantique miniature pour les réseaux de balayage.

En août 2019, des scientifiques chinois ont téléporté avec succès Qutrit , une cellule avec trois états possibles. Pour ce faire, ils ont assemblé un système optique complexe de lasers, de séparateurs de faisceaux et de cristaux de borate de baryum. Vers la même époque, une expérience similaire a été menéeUne équipe internationale de chercheurs dirigée par le physicien autrichien Anton Zeilinger (Anton Zeilinger).


Photos - Donald Giannatti - Unsplash


Un certain nombre d'experts se développent en lien avec la téléportation des photons dans l'espace. L'un des premiers en 2016, un tel satellite a lancé la Chine. À l'aide d'un laser, il a transmis un qubit à une distance de 1 200 kilomètres - de l'orbite à une station de réception au Tibet.

Ces technologies ouvrent la voie au déploiement de réseaux quantiques mondiaux. Peut-être que dans un proche avenir, ils nous permettront de combiner des ordinateurs familiers avec des machines quantiques basées sur des composants en silicium.

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