Des chercheurs danois réalisent une percée quantique majeure

Pour la première fois, des physiciens ont réalisé l’intrication quantique de deux sources lumineuses stables, jetant les bases d’une nouvelle génération de dispositifs quantiques.

La première intrication quantique de deux sources lumineuses stables

Qualifiée d’« action étrange à distance » par Einstein, l’intrication quantique implique que les particules enchevêtrées, telles que des photons, partagent un même état physique. Par conséquent, toute modification de l’une affecte instantanément l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare.

Si ce phénomène contre-intuitif a été largement exploré au fil des années, avec notamment l’intrication de deux atomes séparés par des dizaines de kilomètres de fibre optique, ou de deux horloges atomiques, le reproduire en laboratoire n’est pas une mince affaire. Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Science, une équipe de l’université de Copenhague a réalisé une importante percée dans le domaine, en parvenant à contrôler et connecter deux sources de lumière quantique.

Les expériences des chercheurs danois ont impliqué une nanopuce expérimentale, d’une taille équivalente au diamètre d’un cheveu humain. Jusqu’à présent, ceux-ci n’ont pu contrôler qu’une source lumineuse à la fois, en raison de leur sensibilité au bruit extérieur, mais celle-ci pourrait être facilement atténuée avec un dispositif de filtrage.

« Cela peut sembler peu, mais il s’agit d’une avancée majeure qui s’appuie sur les deux dernières décennies de recherches », explique le professeur Peter Lodahl. « Ce faisant, nous avons révélé la clé de la mise à l’échelle de la technologie, cruciale pour les applications matérielles quantiques les plus révolutionnaires. »

D’importantes implications

Selon leurs auteurs, de tels travaux ouvrent la voie au développement d’une nouvelle génération de réseaux quantiques inviolables et d’ordinateurs quantiques avec correction d’erreurs d’une puissance sans précédent.

« L’intrication signifie qu’en contrôlant une source lumineuse, vous affectez immédiatement l’autre », explique Alexey Tiranov, co-auteur de l’étude. « Il est ainsi possible de créer tout un réseau de sources lumineuses quantiques intriquées, qui interagissent toutes les unes avec les autres, et que l’on peut amener à effectuer des opérations sur des bits quantiques de la même manière que les bits d’un ordinateur ordinaire, mais avec des performances bien supérieures. »

« Cent photons émis par une seule source de lumière quantique transporteraient davantage d’informations que ne peut en traiter le superordinateur le plus puissant au monde », conclut Lodahl.

Par Yann Contegat, le 3 février 2023