Révolution dans la recherche quantique : les scientifiques de Paderborn établissent de nouvelles normes !

Révolution dans la recherche quantique : les scientifiques de Paderborn établissent de nouvelles normes !

Les scientifiques du Université de Paderborn ont réalisé des progrès révolutionnaires dans la recherche quantique. Dans un nouveau projet, un circuit cryogénique a été développé pour contrôler et manipuler les quanta de lumière (photons) beaucoup plus rapidement. Cette innovation est non seulement importante pour l’informatique quantique, mais pourrait également avoir des applications révolutionnaires dans les domaines de la communication et de la simulation.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue spécialisée Optica. Les chercheurs ont pu manipuler activement des impulsions lumineuses constituées de photons individuels, ce qui a été rendu possible grâce à ce que l’on appelle une « opération de rétroaction ». Cette méthode permet de mesurer et de contrôler le flux lumineux en temps réel, réduisant ainsi considérablement les limitations techniques antérieures qui entraînaient des retards dans la mesure, le traitement et le contrôle. La nouvelle technologie parvient à minimiser ces retards à moins d’un quart de milliardième de seconde.

Innovations techniques et collaborations

Une équipe dirigée par le Dr Frederik Thiele et Niklas Lamberty du groupe de travail « Optique quantique mésoscopique » a utilisé des détecteurs supraconducteurs de pointe pour mesurer avec précision les quanta de lumière. Ce circuit électronique fonctionnait à des températures extrêmement basses, d'environ -270 degrés Celsius, ce qui était crucial pour traiter les signaux sans retard significatif. Il a également été constaté que le circuit génère moins de chaleur, ce qui est d'une grande importance pour le fonctionnement des cryostats.

Regroupées sous le nom de projet ARCTIC (« Advanced Research on Cryogenic Technologies for Innovative Computing »), les recherches visent à établir une chaîne d'approvisionnement européenne pour la photonique et la microélectronique cryogéniques. Ce projet implique environ 36 instituts de recherche, installations de fabrication industrielle et partenaires d'application européens de premier plan. Ensemble, ils travaillent au développement de microsystèmes TIC évolutifs, qui revêtent une importance centrale pour l'industrie de l'informatique quantique.

Perspectives pour la communication quantique

Le contrôle rapide et précis des photons a non seulement des implications pour l’informatique quantique, mais ouvre également des perspectives prometteuses pour la communication quantique. Cette technologie permet un échange de clés protégé contre les écoutes pour encoder des informations relatives à la sécurité. Contrairement aux méthodes de cryptographie algorithmique, la sécurité de la communication quantique repose sur les principes physiques de l’intrication quantique et du principe de superposition. Fraunhofer IOF, qui travaille avec des partenaires de l'industrie et du monde des affaires, développe les bases des systèmes de communication quantique et des technologies de liaison optique.

Le projet QuNET joue ici un rôle particulier, dont l'objectif est d'utiliser la communication quantique dans des réseaux de haute sécurité. Dans la première phase du projet, une expérimentation clé sera réalisée, qui comprend entre autres un démonstrateur technologique permettant une connexion sécurisée entre deux bâtiments via une liaison optique à faisceau libre. Ces développements pourraient augmenter considérablement les normes de sécurité dans les communications modernes.

Les progrès en matière de cryogénie et de communications quantiques ne représentent pas seulement une étape technique, ils démontrent également les possibilités inhérentes à la prochaine génération de processeurs quantiques et d’applications TIC. La collaboration entre les instituts de recherche et l’industrie sera cruciale pour continuer à développer ces technologies et à les mettre en application.