Les scientifiques de l’ORNL ont créé une puce qui intègre plusieurs fonctions photoniques quantiques, permettant des qubits intriqués à large bande compatibles avec les réseaux de fibre optique, nous rapprochant ainsi d’un Internet quantique évolutif. Des scientifiques de l’information quantique du Laboratoire national d’Oak Ridge du ministère de l’Énergie ont réussi à démontrer, pour la première fois, un dispositif qui combine pour la première fois des capacités photoniques quantiques clés sur une seule puce. Publiée dans Optica Quantum, l’étude porte sur une forme d’informatique quantique qui utilise des photons, des particules de lumière, pour créer des qubits et pour transmettre et stocker des informations. Contrairement aux bits classiques, qui représentent 0 ou 1, les qubits peuvent exister dans plusieurs états à la fois grâce à un phénomène connu sous le nom de superposition quantique. Cela permet un codage d’informations plus complexe et plus puissant. La recherche fait également progresser les bases des réseaux quantiques, qui visent à relier des appareils quantiques à travers des distances, une étape essentielle vers la réalisation d’un Internet quantique. « Nous ne sommes pas les premiers à mettre l’un de ces éléments sur une puce, mais nous sommes les premiers à mettre ces capacités spécifiques sur une seule », a déclaré Joe Lukens, auteur principal de l’étude et professeur agrégé à l’Université Purdue avec une nomination conjointe au corps professoral de l’ORNL. « Ces puces peuvent être fabriquées selon des spécifications standardisées, ce qui est la clé pour assurer une production de masse à grande échelle.
Un produit comme celui-ci nous emmène au-delà des démonstrations sur table et sur la voie d’un Internet quantique que tout le monde peut utiliser. L’équipe de l’ORNL a codé des qubits sur des photons et généré des paires de qubits intriqués, c’est-à-dire des paires de qubits si entrelacés que les qubits partageaient des propriétés même lorsqu’ils étaient séparés dans l’espace. L’équipe a créé l’intrication de polarisation à large bande, un ingrédient nécessaire pour divers types de réseaux quantiques, dans un circuit entièrement intégré comparable au transistor électrique utilisé par les ordinateurs classiques. L’intrication de polarisation à large bande utilise la direction de la vibration d’une onde lumineuse pour coder des informations sur les photons à travers un large spectre de longueurs d’onde.
