Une théorie d’intrication quantique proposée il y a plus de deux décennies vient d’être démontrée expérimentalement, ouvrant une nouvelle voie pour établir des connexions quantiques stables entre des Qubits éloignés sans contrôle actif permanent.
- Pourquoi l’intrication est essentielle
- Les méthodes classiques exigent un contrôle actif
- Un Quantum Bath relie les Qubits
- Une séparation de 50 centimètres
- Une intrication disponible à la demande
- Vérification avec des impulsions ultracourtes
- Potentiel pour les systèmes quantiques hybrides
- Environ 10% d’efficacité actuellement
- Vers de grands réseaux quantiques
Des physiciens de l’Institute of Science and Technology Austria (ISTA), avec des chercheurs de la Technical University of Munich, ont démontré une méthode entièrement autonome de Distributed Quantum Entanglement utilisant un “Quantum Bath” de particules lumineuses corrélées.
L’expérience constitue une Proof-of-Concept importante pour les futures architectures modulaires de Quantum Computing.
L’étude a été publiée dans Physical Review X sous le titre “Distributing stationary qubit entanglement through a non-local squeezed reservoir”.
Pourquoi l’intrication est essentielle
Quantum Entanglement désigne des corrélations entre particules quantiques impossibles à expliquer par la physique classique.
Albert Einstein avait qualifié ce phénomène de “spooky action at a distance”.
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Les Qubits constituent les unités fondamentales d’information des Quantum Computers et peuvent exister en Quantum Superposition.
L’Entanglement constitue une ressource fondamentale pour Quantum Computing et Quantum Communication.
Les méthodes classiques exigent un contrôle actif
Les méthodes actuelles nécessitent généralement des opérations répétées.
Elles peuvent notamment envoyer un Photon contrôlé entre deux Qubits ou faire émettre un Photon par chaque Qubit avant une procédure de mesure.
L’équipe souhaitait rendre ce processus autonome.
Un Quantum Bath relie les Qubits
La nouvelle expérience utilise des Microwave Photons corrélés.
Les deux Qubits sont exposés à un rayonnement micro-onde corrélé de faible énergie.
L’environnement ainsi conçu pousse les Qubits vers un Entangled State et stabilise continuellement cet état.
Une séparation de 50 centimètres
Dans cette Proof-of-Concept, les Qubits étaient séparés par environ 50 centimètres, soit 20 pouces, de câble.
Le principe n’est toutefois pas fondamentalement limité à cette distance.
Une seule source de Correlated Photons pourrait également produire plusieurs Entangled Pairs.
Une intrication disponible à la demande
Le système permet de créer un Stationary Entanglement.
Au lieu de produire uniquement une intrication temporaire, l’environnement quantique ramène continuellement les Qubits vers l’état souhaité.
L’Entanglement peut ainsi rester disponible pour des opérations ultérieures de Quantum Processing.
Vérification avec des impulsions ultracourtes
Les chercheurs ont utilisé des Microwave Pulses de quelques milliardièmes de seconde pour mesurer les Qubits.
La mesure entraîne l’effondrement de la Quantum Superposition, phénomène étroitement lié à la Decoherence.
Potentiel pour les systèmes quantiques hybrides
Des Photons de fréquences différentes pourraient stabiliser l’Entanglement entre des Qubits fonctionnant à des échelles énergétiques différentes.
Cette capacité pourrait favoriser les futurs Hybrid Quantum Systems.
Environ 10% d’efficacité actuellement
La méthode transfère actuellement environ 10% de l’Entanglement disponible dans le Quantum Bath.
Les approches utilisant Active Control restent donc plus efficaces.
L’équipe considère toutefois sa méthode comme un Framework évolutif.
Vers de grands réseaux quantiques
Les futurs Quantum Computers pourraient être constitués de nombreux petits Quantum Modules interconnectés.
Distributed Entanglement serait alors indispensable pour partager Quantum Information entre ces modules.
Cette approche pourrait être étendue à plusieurs Qubits distants et contribuer au développement de Quantum Processors et Quantum Networks plus importants.
