Nouvelle stratégie quantique : les qubits de spin révolutionnent la technologie !

Nouvelle stratégie quantique : les qubits de spin révolutionnent la technologie !

Le monde des technologies quantiques est confronté à des développements passionnants qui pourraient révolutionner fondamentalement le traitement de l’information. À l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), des chercheurs travaillent sur des méthodes innovantes pour améliorer les qubits de spin, essentiels pour l'informatique quantique et d'autres applications. Les électrons, qui ont leur propre moment cinétique, le spin, agissent comme de minuscules aimants et sont capables de fonctionner comme des bits quantiques dans le traitement de l'information quantique. Ces qubits peuvent prendre non seulement les états classiques 0 et 1, mais également des superpositions, qui augmentent considérablement la densité de l'information et la complexité du système. Cette polyvalence rend les qubits de spin particulièrement prometteurs pour les applications futures dans les communications quantiques, la détection de haute précision et comme dispositifs de stockage dans les ordinateurs quantiques, tels que TROUSSE signalé.

Un défi particulier réside dans la conception et le contrôle des structures de spin au niveau atomique. Cela inclut également la lecture non destructive des informations. Dans leur dernière publication dans Nature Communications, les scientifiques du KIT présentent une nouvelle stratégie visant à améliorer la durée de vie et le contrôle des qubits de spin moléculaire. Cette stratégie repose sur une structure à double aimant qui intègre deux atomes de fer en une seule molécule. Un atome de fer est intégré de manière permanente dans la molécule, tandis que l'autre est sélectivement ancré pour permettre une interaction précise. Cette structure protège la partie restante du système et prolonge de cinq fois la durée de vie de la rotation. Cette structure complexe est créée à l’aide de la pointe fine d’un microscope à effet tunnel. Il convient de noter que cet arrangement spécifique n’existe pas dans la nature et que les futures molécules modulaires pourraient former des unités plus stables pour les technologies quantiques.

Potentiel pour la communication et la sécurité quantiques

Parallèlement à ces développements dans le domaine du traitement de l'information quantique, l'Institut Fraunhofer travaille sur l'utilisation de quanta intriqués pour assurer la communication et améliorer l'imagerie. Le Dr Erik Beckert a développé une source de photons qui produit un nombre impressionnant de 300 000 paires de photons intriqués par seconde. Ces photons jumeaux sont liés entre eux, de sorte que la mesure d’un photon révèle l’état de l’autre – une propriété qui peut être utilisée pour le cryptage physique afin d’empêcher le piratage et les fuites de données. Beckert explique que les futures clés quantiques pourront être distribuées aux partenaires de communication via satellite. Si une tentative d'écoute était effectuée, l'enchevêtrement serait éteint, rendant l'interférence détectable.

Le premier satellite européen de chiffrement quantique devrait être lancé dans l’espace en 2022, et Beckert et son équipe participent à son développement. Le cryptage quantique présente un intérêt particulier pour le secteur financier, les fournisseurs de télécommunications et les organisations gouvernementales. Le projet QuNET est lancé dans le cadre d'une initiative globale impliquant Fraunhofer, Max Planck et DLR. L’objectif de ce projet est de construire un réseau de communications hautement sécurisé entre les sites gouvernementaux, dans le but à long terme de permettre des opérations bancaires en ligne sécurisées par cryptographie quantique.

Développements dans la communication quantique

De plus, 17 partenaires européens travaillent dans le projet UNIQORN pour créer une communication quantique abordable pour le marché de masse. Au Fraunhofer HHI de Berlin, des composants miniaturisés et compatibles quantique sont en cours de développement et pourraient éventuellement être intégrés dans des routeurs. L’objectif est de réduire les coûts de la communication quantique jusqu’à 90 pour cent. Ces avancées technologiques promettent non seulement de garantir la sécurité des informations, mais également de révolutionner notre façon de comprendre les communications mondiales.

Globalement, nous sommes à un tournant dans la recherche sur les architectures quantiques et leurs applications pratiques. Les qubits de spin et les communications quantiques pourraient jeter les bases d’une nouvelle ère dans le traitement de l’information tout en garantissant la sécurité des données dans un monde de plus en plus numérisé.