Dans la science de la communication quantique, le défi a toujours été de prolonger l'état intriqué dans lequel se trouvent les particules.
L'information quantique étant véhiculée par ces particules intriquées, la durée de l'enchevêtrement affecte la distance que l'information peut parcourir.
Les systèmes de communication quantique font cela en utilisant des connexions directes à fibres optiques, qui sont plutôt limitées parce que la façon dont les fibres absorbent la lumière peut perturber l'intrication nécessaire pour transporter l'information quantique.
Construire un Internet quantique, qui est essentiellement un réseau de routeurs quantiques enchevêtrés liés par une fibre capable de stocker des informations quantiques, nécessite une fonction de routeurs capables de stocker et d'envoyer des particules intriquées.
Une équipe de chercheurs de l'Université de Vienne en Autriche, dirigée par Ralf Riedinger, aurait construit un tel routeur.
Cet appareil est une nanomachine capable de recevoir et de stocker des informations quantiques envoyées par des câbles à fibres optiques ordinaires.
Il contient une paire de résonateurs de silicium nanofabriqués qui utilisent la lithographie par faisceau d'électrons et la gravure par ions réactifs au plasma, qui sont de minuscules faisceaux de silicium qui vibrent comme une corde de guitare.
Pour que la machine puisse stocker des informations quantiques, les faisceaux de silicium devaient vibrer à une fréquence précise.
L'équipe de Riedinger est arrivée à la fréquence exacte, soit 5,1 gigahertz (ou une longueur d'onde d'environ 1553,8 nanomètres), après avoir fabriqué environ 500 de ces résonateurs en silicium et testé chaque puce pour trouver des paires identiques.
"Nous trouvons un total de 5 paires remplissant cette condition au sein de 234 appareils testés par puce", ont écrit les chercheurs dans un article publié en ligne
.
Les deux puces ont été placées dans un réfrigérateur, alors qu'elles restaient reliées entre elles par 70 mètres de fibre de câble optique, couvrant une distance de 20 centimètres (7,8 pouces). Les deux résonateurs ont ensuite été enchevêtrés avec succès.
"Nous créons et démontrons l'enchevêtrement entre deux dispositifs nanomécaniques sur deux puces séparées de 20 cm", écrivent les chercheurs.
Dans leur expérience de démonstration de principe, les chercheurs ont tout d'abord refroidi les résonateurs à un zéro presque absolu pour les maintenir dans un état fondamental quantique.
Pour générer l'enchevêtrement, ils ont ensuite relié les résonateurs par un câble à fibre optique contenant des photons à la fréquence de résonance identifiée.
Bien que leurs tests n'aient été effectués que sur 20 centimètres, cette configuration pourrait être considérablement étendue.
"Nous ne voyons aucune restriction supplémentaire pour l'étendre à plusieurs kilomètres et au-delà", a écrit l'équipe de Riedinger. "Le système présenté ici est directement extensible à plus de dispositifs et pourrait être intégré dans un vrai réseau quantique."
En résumé, ce qu'ils ont construit est essentiellement un routeur quantique fonctionnel – un dispositif qui pourrait être crucial dans la réalisation d'un Internet quantique.
Encore mieux, il pourrait être modifié pour transporter des informations sur les fréquences micro-ondes, selon le MIT Technology Review, et donc être connecté avec des ordinateurs quantiques qui fonctionnent sur ces fréquences.
"La combinaison de nos résultats avec des dispositifs optomécaniques capables de transférer des informations quantiques du domaine optique au domaine des hyperfréquences pourrait fournir une colonne vertébrale pour un futur Internet quantique utilisant des ordinateurs quantiques supraconducteurs", écrit Riedinger et ses collègues.
Tout comme les ordinateurs quantiques changeraient nos capacités de résolution de problèmes, on s'attend à ce qu'un Internet quantique révolutionne complètement la communication.
C'est en partie parce que cela promet d'être plus sûr, grâce à la cryptographie quantique qui rend les messages potentiellement incontrôlables. Les experts estiment que nous ne sommes qu'à une dizaine d'années de la mise en place d'un réseau quantique fonctionnel et sécurisé.
Cet article a été publié par Futurism. Lire l'article original.
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