Découvrir le flux de la technologie quantique —

Il existe également des bits quantiques, ou qubits, qui présentent des différences critiques par rapport aux bits et octets communs. Ces photons – particules de lumière – peuvent transporter des informations quantiques et offrir des capacités exceptionnelles qui ne peuvent être atteintes autrement. Contrairement à l’informatique binaire, où les bits ne peuvent représenter qu’un 0 ou un 1, le comportement qubit existe dans le domaine de la mécanique quantique. Grâce à la “superposition”, un qubit peut représenter un 0, un 1 ou n’importe quelle proportion entre les deux. Cela augmente considérablement la vitesse de traitement d’un ordinateur quantique par rapport aux ordinateurs actuels.

“L’apprentissage des capacités des qubits a été une force motrice pour le domaine émergent des technologies quantiques, ouvrant de nouvelles applications inexplorées comme la communication quantique, l’informatique et la détection”, a déclaré Hong Koo Kim, professeur de génie électrique et informatique à l’Université de École d’ingénierie de Pittsburgh Swanson.

Les technologies quantiques sont importantes pour un certain nombre de domaines, comme pour les banques protégeant les informations financières ou fournissant aux chercheurs la vitesse nécessaire pour imiter tous les aspects de la chimie. Et grâce à “l’intrication” quantique, les qubits pourraient “communiquer” sur de vastes distances en tant que système unique. Kim et son étudiant diplômé, Yu Shi, ont fait une découverte qui pourrait aider la technologie quantique à faire un bond en avant.

Cela commence par un seul photon

Les technologies quantiques basées sur les photons reposent sur des sources de photons uniques qui peuvent émettre des photons individuels.

Ces photons uniques peuvent être générés à partir de semi-conducteurs à l’échelle nanométrique, plus communément appelés points quantiques. Semblable à la façon dont les antennes micro-ondes diffusent des signaux de téléphonie mobile, un point quantique agit comme une antenne qui émet de la lumière.

“En effectuant une analyse rigoureuse, nous avons découvert qu’un émetteur de points quantiques – ou une antenne dipôle à l’échelle nanométrique – piège une grande quantité d’énergie”, a expliqué Kim. “Le fonctionnement en régime extérieur d’un émetteur dipôle est bien compris, mais c’est vraiment la première fois qu’un dipôle est étudié à l’intérieur.”

Les photons de ces points quantiques sortent avec une latéralité, comme nous, une personne droitière ou gauchère, et l’information quantique est portée par cette latéralité des photons individuels. En tant que tel, les trier selon différentes voies est une tâche importante pour le traitement de l’information quantique. L’équipe de Kim a développé une nouvelle façon de séparer les photons de différentes mains et de les récolter efficacement pour un traitement ultérieur.

“Les résultats de ces travaux devraient contribuer au développement de sources de photons uniques à grande vitesse, un composant essentiel nécessaire à la photonique quantique”, a déclaré Kim.