Des chercheurs de l'Université nationale de Yokohama ont téléporté avec succès des informations quantiques dans le diamant.
Dans un nouvel ouvrage, publié sur le portail Communications Physics, des scientifiques japonais ont expliqué comment ils ont réussi à mettre en œuvre la téléportation quantique. «La téléportation quantique permet de transmettre des informations quantiques à un autre espace inaccessible», a déclaré Hideo Kosaka, professeur d'ingénierie à l'Université nationale de Yokohama et auteur de l'étude. «Cela permet également de transférer des informations vers la mémoire quantique sans exposer ni détruire les données déjà stockées», a-t-il ajouté.
Dans ce cas, «l'espace inaccessible» était constitué d'atomes de carbone à l'intérieur du diamant. Le diamant est composé d'atomes interconnectés, mais suffisamment séparés, ce qui en fait un environnement idéal pour tester la mécanique de la téléportation. Dans son noyau, chaque atome de carbone contient six protons et neutrons, entourés de six électrons en rotation. Par conséquent, lorsque les atomes se lient en une seule structure d'un diamant, ils forment un réseau particulièrement solide. Mais, bien sûr, il peut contenir des défauts - par exemple, lorsqu'un atome d'azote prend au hasard la place d'un atome de carbone. Un tel défaut est appelé un centre de vacance d'azote.
Entouré d'atomes de carbone, la structure du noyau de l'atome d'azote crée ce que Kosaka appelle un nanomagnet.
Pour manipuler l'isotope d'électrons et de carbone au centre de vacance, Kosaka et l'équipe ont attaché un fil d'environ un quart de la largeur d'un cheveu humain à la surface du diamant. Ils ont ensuite utilisé le rayonnement micro-ondes pour créer un champ magnétique oscillant autour du diamant. Un "nanomagnet" d'azote a été utilisé pour fixer l'électron. Ensuite, en utilisant des ondes radio et des ondes électriques, l'équipe a forcé le spin de l'électron à s'entrelacer avec le spin nucléaire du carbone afin qu'ils deviennent effectivement un et ne puissent plus être considérés séparément les uns des autres. À ce moment, un photon contenant des informations quantiques est introduit dans le système et l'électron l'absorbe. En conséquence, la charge est transférée par l'électron au carbone et le polarise, et avec cette information quantique est transmise.
Les scientifiques ont appelé leur appareil un "répéteur quantique", et avec son aide, il est possible de transférer des portions individuelles d'informations d'un nœud à l'autre via un champ quantique. Le but ultime de l'expérience est des répéteurs évolutifs qui permettront la téléportation d'informations vers de grandes informations. Bien entendu, il ne se passera pas d'ordinateurs quantiques de distribution capables d'effectuer des calculs plus sérieux.
Vasily Makarov
