Des chercheurs de la Pritzker School of Molecular Engineering (PME) de l’Université de Chicago pour la première fois
De plus, ils ont amplifié l'état intriquévia le même câble. Ils ont d'abord utilisé un câble pour enchevêtrer deux qubits à chacun des deux nœuds, puis les enchevêtrer avec d'autres qubits aux nœuds.
Les résultats, publiés dans la revue Nature, aideront à rendre l'informatique quantique plus faisable et à jeter les bases des futurs réseaux de communication quantique.
"Développement de méthodes de transfertles états intriqués seront essentiels pour la mise à l'échelle de l'informatique quantique », a déclaré le professeur Andrew Cleland, qui a dirigé l'étude.
Les Qubits, ou bits quantiques, sont les unités de baseinformations quantiques. En utilisant leurs propriétés quantiques, telles que la superposition, et leur capacité à communiquer entre eux, les scientifiques et les ingénieurs créent la prochaine génération d'ordinateurs quantiques. Ils pourront résoudre des problèmes auparavant insolubles.
Cleland Lab, utilise des qubits supraconducteurs, de minuscules circuits cryogéniques pouvant être contrôlés électriquement.
Pour passer des états intriqués à traverscâble de communication - un câble supraconducteur d'un mètre de long - les chercheurs ont créé une configuration expérimentale avec trois qubits supraconducteurs dans chacun des deux nœuds. Ils ont connecté un qubit à chaque nœud au câble, puis ont envoyé des états quantiques sous la forme de photons micro-ondes le long du câble avec une perte minimale d'informations. La nature fragile des états quantiques rend ce processus assez complexe.
Le laboratoire du professeur Andrew Clland a envoyé des états intriqués de qubits via un câble de communication, jetant ainsi les bases des futurs réseaux de communication quantique. Crédit: Cleland Lab.
Ancien chercheur au laboratoire de Cleland,Le premier auteur de l'article, Yupeng Zhong, a développé un système dans lequel l'ensemble du processus de transmission - du nœud au câble au nœud - ne prend que quelques dizaines de nanosecondes (une nanoseconde équivaut à un milliardième de seconde). Cela leur a permis d'envoyer des états quantiques intriqués avec très peu de perte d'informations.
Le système a également permis aux scientifiques «d'amplifier»enchevêtrement de qubits. Ils ont utilisé un qubit à chaque nœud et les ont enchevêtrés ensemble, envoyant essentiellement un demi-photon à travers un câble. Les chercheurs ont ensuite étendu cet enchevêtrement à d'autres qubits à chaque nœud. En conséquence, les six qubits de deux nœuds étaient intriqués dans un seul état globalement intriqué.
À l'avenir, les ordinateurs quantiques seront probablementsont construits à partir de modules dans lesquels des familles de qubits intriqués effectuent des calculs. En fin de compte, ces ordinateurs seront construits à partir de plusieurs de ces modules réseau. Ce processus est similaire à la façon dont les supercalculateurs effectuent aujourd'hui des calculs parallèles sur de nombreuses unités centrales de traitement connectées les unes aux autres. La capacité à enchevêtrer à distance des qubits dans différents modules ou nœuds est une étape importante dans la mise en œuvre de telles approches modulaires.
Ces modules devront s'envoyer des états quantiques complexes les uns aux autres, et les dernières recherches sont un grand pas dans cette direction. Le réseau de communication quantique peut également profiter de cette avancée.
Les scientifiques espèrent ensuite étendre leur système à trois nœuds pour créer un enchevêtrement à trois voies.
De cette manière, ils espèrent montrer que les qubits supraconducteurs joueront un rôle viable à l'avenir.
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