Les physiciens ont démontré pour la première fois le processus de téléportation quantique d'une puce de silicium à une autre. Leur système, construit sur les principes de l'optique intégrée, utilise une combinaison de sources de photons non linéaires et de circuits quantiques linéaires. Cette conception offre l'une des plus hautes précision de téléportation à ce jour. Ouvrage publié dans Nature Physics.
Pour construire des systèmes de traitement et de transmission d'informations quantiques, les scientifiques utilisent souvent les principes de l'optique intégrée. L'optique présente plusieurs avantages importants: par exemple, elle vous permet de faire évoluer le système, en augmentant sa capacité de calcul. Cependant, travailler avec des données quantiques dans l'optique intégrée nécessite la mise en œuvre de plusieurs mécanismes complexes. Un tel système devrait être capable de générer des groupes de photons uniques, de les contrôler, puis de les enregistrer.
Dans des travaux précédents, les physiciens ont déjà été confrontés au problème de la création d'un générateur avec des photons suffisamment brillants et distinguables. De plus, combiner une source de photons avec des circuits quantiques (enregistreurs) dans un seul appareil compact est une tâche assez difficile. Malgré cela, en 2014, les scientifiques ont réussi la téléportation quantique d'un photon dans une seule puce de silicium.
Aujourd'hui, une équipe internationale de scientifiques dirigée par Daniel Llewellyn de l'Université de Bristol a construit un système qui permet la téléportation quantique d'une puce à une autre. Il se compose de deux parties - un émetteur (5 × 3 millimètres) et un récepteur (3,5 × 1,5 millimètres). L'émetteur est un réseau de sources de photons non linéaires et de circuits quantiques linéaires.
Tout d'abord, deux paires de photons sont générées et passées à travers un capteur pour déterminer si elles sont intriquées. Ils sont ensuite dirigés à travers les canaux du guide d'ondes vers un circuit quantique linéaire (une séquence d'expériences quantiques). La dernière étape est la mesure à l'aide d'un système d'interféromètres Mach-Zehnder (ce dispositif est constitué d'un guide d'ondes qui se ramifie en deux parties; les électrodes situées sur les côtés des bras de l'interféromètre ramènent à nouveau le faisceau en un seul). L'un des photons intriqués est envoyé au récepteur via un câble à fibre optique de 10 mètres. Le récepteur effectue les mêmes mesures d'interféromètre que l'émetteur.
Représentation schématique de l'appareil. et. émetteur b. destinataire.
L'installation peut téléporter des photons en une et deux puces (dans le cas de deux puces, elles étaient à une distance de 10 mètres l'une de l'autre). Le degré de coïncidence des états quantiques (précision de la téléportation) dans le premier mode est de 0,906, dans le second - 0,885. Dans les travaux sur la téléportation en 2014, les physiciens ont atteint un chiffre d'environ 0,89.
Selon les auteurs, leurs travaux peuvent être utiles dans des projets d'optique intégrée à plus grande échelle qui sont applicables dans le domaine de la communication et du calcul quantiques. Nous ne parlons pas seulement d'un ordinateur quantique, mais aussi d'un réseau quantique mis en œuvre sur des principes optiques. L'amélioration de la précision de la transmission des données permettra aux physiciens de créer des communications plus efficaces basées sur la téléportation quantique.
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Il n'y a pas si longtemps, les scientifiques ont photographié l'intrication quantique, vous pouvez le regarder. Et le professeur Alexander Lvovsky nous a expliqué comment comprendre correctement les expériences avec des particules intriquées.
Oleg Makarov
