Les physiciens ont utilisé un système de deux atomes de rubidium dans des pièges optiques. Les modules de mémoire quantique étaient
L'impulsion laser excite les atomes de rubidium, aprèslesquels ils retournent spontanément à leur état fondamental, chacun émettant un photon. Du fait de la conservation du moment cinétique, le spin d'un atome est intriqué avec la polarisation du photon qu'il émet. Les scientifiques ont utilisé ces particules pour connecter mécaniquement quantique deux atomes. Ils les ont transmis via un câble à fibre optique à une station de réception, où une mesure conjointe des photons révèle un enchevêtrement quantique.
La difficulté de transmettre un tel signal à un largela distance est liée à la longueur d'onde du rayonnement émis. La plupart des éléments utilisés comme mémoire quantique émettent de la lumière dans le visible ou le proche infrarouge. Dans les fibres de verre, de tels photons peuvent parcourir environ un kilomètre puis se perdre, expliquent les scientifiques.
Schéma du montage expérimental. Les photons convertis en fréquence sont transmis à une station centrale, où le compteur d'état de Bell change d'intrication. Source : Tim van Leent et al, Nature
Pour surmonter cette limitation, les physiciensoptimisé la longueur d'onde des photons transmis sur le réseau. À l'aide de deux convertisseurs de fréquence quantiques, ils ont augmenté la longueur d'onde d'origine de 780 nm à 1517 nm. Dans le même temps, les chercheurs sont parvenus à atteindre une efficacité de conversion sans précédent : 57 %.
Notre expérience est particulière en ce que nousnous enchevêtrons en réalité deux particules stationnaires, c'est-à-dire des atomes qui agissent comme une mémoire quantique. Ceci est beaucoup plus difficile que l'intrication de photons, mais ouvre de nombreuses autres applications possibles.
Tim van Lint, physicien à l'Université Ludwig Maximilian de Munich, co-auteur de la publication
Les chercheurs pensent que le système de conversion de fréquence aidera à construire des réseaux quantiques à grande échelle et à créer des protocoles de communication quantiques sécurisés.
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