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Les lasers à photon unique ouvrent la voie à l’informatique quantique
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La réalisation de réseaux et d'ordinateurs quantiques est l'un des plus grands défis de la physique moderne.
Le nombre de transistors sur un microprocesseur continue à doubler tous les deux ans, conformément aux prédictions de Gordon Moore, faites il y a presque 50 ans. Mais cette course à la miniaturisation risque d'atteindre ses limites d'ici une dizaine d'années en se heurtant aux lois de la physique.
Pour surmonter ce défi, de nombreuses équipes de recherche tentent de mettre au point les composants et systèmes qui permettront de réaliser un ordinateur quantique qui ne manipulera plus des bits mais des qbits, pouvant prendre plus de deux états à la fois, ce qui permettra un bond phénoménal en termes de rapidité et de puissance de calcul.
Mais le chemin qui mène au Graal que représente l'ordinateur quantique est semé d'embûches et suppose que de nombreux obstacles mathématiques et physiques soient levés. Parmi ces freins à l'informatique quantique, on trouve le phénomène de décohérence qui se manifeste par la perte brutale, dans certaines conditions physiques, des propriétés quantiques des photons utilisés pour les calculs.
La production de qbits passe par l'émission de photons uniques et stables qui conservent leurs propriétés quantiques et n'entrent pas en décohérence. Pour relever ce défi, des chercheurs britanniques du laboratoire Cavendish à Cambridge ont mis au point une nouvelle technique pour produire des photons uniques par fluorescence de résonance.
En opérant de cette façon, la décohérence des photons peut être évitée et les chercheurs ont pu quantifier le degré de similarité de ces photons et vérifier qu'ils étaient parfaitement identiques en termes de cohérence de la fonction d'onde.
Comme le souligne le Docteur Mete Atature, qui dirige ces recherches, "Nous sommes sur le point de pouvoir produire un taux élevé de photons uniques, d'une qualité identique à ce produit par un laser mais avec l’avantage supplémentaire de présenter une fonction d'onde cohérente programmable".
Selon cette étude, la voie est à présent ouverte vers le contrôle de l'intrication et de la téléportation quantiques, ce qui devrait déboucher d'ici quelques années sur les premières machines quantiques opérationnelles.
Article rédigé par Gaël Orbois pour RT Flash
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