Des scientifiques indiens mettent au point une technique pour une informatique quantique plus efficace


New Delhi, Corrélations entre les vagues en systèmes atomiques ou les cohérences de spin ont une longue durée de vie à des températures ultra basses, selon une nouvelle étude menée par des scientifiques qui ont développé un nouveau technique le mesurer en tant que système avec des cohérences de spin à longue durée de vie est une meilleure ressource en tant que quantum l’ordinateur.

En effet, cela permet aux opérations quantiques et aux portes logiques d’être mises en œuvre plus efficacement afin que le système devienne un meilleur capteur quantique par rapport aux systèmes où la cohérence est de courte durée, selon un communiqué du ministère des Sciences et de la Technologie.

Cette propriété nouvellement explorée des systèmes atomiques à basse température peut être exploitée pour une détection quantique efficace et un traitement de l’information quantique pour une application dans le calcul quantique et la communication sécurisée, a-t-il déclaré. « La technique nouvellement découverte peut aider à étudier la dynamique en temps réel des phénomènes quantiques tels que les transitions de phase quantiques d’une manière non invasive. »

Le spin est une propriété quantique fondamentale des atomes et des particules élémentaires telles que les électrons et les protons. Au fur et à mesure que les atomes sont refroidis à des températures plus basses, leur nature quantique se manifeste plus clairement. Cependant, alors que le degré de liberté de spin est un sujet très discuté, en particulier dans le contexte du traitement de l’information quantique, les mesures dynamiques sur les spins à des températures ultra basses n’étaient pas disponibles. En effet, la plupart des techniques de détection dans les expériences d’atomes froids sont destructrices et perturbent l’échantillon atomique lors de la détection.

Une équipe de scientifiques du Raman Research Institute (RRI), Bengaluru, un institut autonome du Département des sciences et technologies, a mesuré les propriétés de spin d’atomes refroidis à des températures micro-Kelvin en utilisant la nouvelle méthode qu’ils ont conçue.

Les propriétés quantiques dominent les observations classiques quotidiennes à cette température – très proche du zéro absolu, et c’est pour la première fois que la dynamique de spin a été détectée à ce régime de température.

Avec la nouvelle technique, les scientifiques ont mesuré les propriétés des spins et la durée de vie d’un état de spin atomique avec une amélioration de la sensibilité de détection d’un million de fois par rapport à la technologie existante. Ils ont prouvé que la cohérence de spin à cette basse température a une longue durée de vie.

Dans ce travail, dirigé par Sanjukta Roy, Dibyendu Roy et Saptarishi Chaudhuri et co-écrit par Ph.D. étudiants Maheswar Swar et Subhajit Bhar de RRI, les chercheurs ont multiplié par un million la force du signal du bruit de spin en utilisant une commande laser cohérente. Ils ont rendu la technique de spectroscopie de bruit de spin utilisable pour les systèmes de mesure des spectroscopistes où le niveau de signal est trop faible pour être détecté. La recherche a été publiée dans la revue Physics Review Research. Le travail a été soutenu financièrement par le financement du Département des sciences et de la technologie et du ministère de l’Électronique et des Technologies de l’information.

Selon l’équipe du RRI, ce travail tire sa motivation originale des travaux fondateurs du lauréat du prix Nobel Sir CV Raman sur la diffusion de la lumière.

Selon l’équipe, cette technologie peut être utilisée pour fabriquer des appareils capables de détecter avec précision de petits champs magnétiques, ce qui a des applications importantes dans l’exploitation minière et la prospection. Le travail a également d’importantes applications en imagerie biomédicale, où des mesures résolues en temps de petits champs magnétiques sont nécessaires.

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