Une source quantique de photons intriqués intégrée dans une minuscule puce a été développée

Des chercheurs allemands et néerlandais ont développé une source de lumière quantique intégrée dans une puce.

L'appareil génère des photons intriqués pourl'informatique quantique. Les développeurs affirment que la nouvelle technologie a permis de réduire la taille de la source de plus de 1 000 fois, offrant ainsi la stabilité nécessaire à la mise à l'échelle et à la production de masse.

Les ingénieurs ont utilisé la "technologie hybride"qui combinait un laser au phosphure d'indium, ainsi qu'un filtre et un résonateur en nitrure de silicium, dans une puce. Deux photons sont créés sur la puce dans un processus non linéaire spontané à partir du champ laser. Chacun d'eux couvre une gamme de couleurs, les couleurs des deux photons étant liées l'une à l'autre. En d'autres termes, les photons sont intriqués et peuvent stocker des informations quantiques.

Maintenant, nous pouvons intégrer le laser avec d'autrescomposants sur une puce de sorte que la source quantique entière soit plus petite qu'une pièce d'un euro. Notre minuscule appareil pourrait être considéré comme une étape vers l'avantage quantique de la puce à photons. Contrairement à Google, qui utilise actuellement des qubits ultrafroids dans des systèmes cryogéniques, un avantage quantique peut être obtenu avec de tels systèmes photoniques sur puce, même à température ambiante.

Raktim Khaldar, co-auteur de l'étude

Une source de lumière quantique intégrée dans une puce de la taille d'une pièce de monnaie. Image : Institut de photonique, Université Leibniz de Hanovre

Qubits (bits quantiques, unités élémentairesinformations dans un ordinateur quantique) sont très sensibles au bruit, expliquent les scientifiques. Jusqu'à présent, les sources lumineuses quantiques nécessitaient des systèmes laser externes et encombrants, ce qui limitait leurs possibilités d'utilisation.

Pour mettre en œuvre un dispositif miniaturisé, la puce doitentraîné par un champ laser totalement sans bruit, ce qui nécessite un filtre intégré. Jusqu'à présent, les chercheurs n'ont pas été en mesure de trouver un matériau qui permettrait l'intégration d'un laser, d'un filtre et d'un résonateur dans une seule puce, expliquent les développeurs. Leur technologie hybride résout ce problème. Dans une série d'expériences, ils ont confirmé la grande stabilité et l'efficacité de l'appareil fini.

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Sur la couverture : une illustration artistique d'une source de lumière quantique intégrée à la puce. Image: Raktim Haldar, Michael Kues