Une équipe de recherche japonaise a découvert des propriétés importantes des états non-Fokker (iNFS) dans les technologies quantiques, révélant leur stabilité grâce à l'optique multilinéaire, ouvrant la voie aux progrès de l'informatique et de la détection quantiques optiques. La technologie quantique repose sur des objets quantiques, tels que les électrons et les photons, qui se comportent différemment des autres objets. C’est la clé pour percer le mystère de l’intrication quantique, dans laquelle plusieurs photons existent dans plusieurs modes ou fréquences.
Dans la poursuite de la technologie quantique photonique, des recherches antérieures ont confirmé l’utilité des états de Fokker (états du nombre de photons). Ces états multiphotoniques et multimodaux sont obtenus en combinant intelligemment plusieurs entrées de photons uniques grâce à des techniques dites d'optique linéaire. Cependant, certains états quantiques importants et précieux nécessitent plus que cette approche photon par photon.
Aujourd’hui, une équipe de recherche de l’Université de Kyoto et de l’Université d’Hiroshima a confirmé théoriquement et expérimentalement l’avantage unique des états non Fokker, ou iNFS, selon lequel les états quantiques complexes nécessitent plus qu’une seule source de photons et des éléments optiques linéaires.
"Nous avons confirmé avec succès l'existence d'iNFS à l'aide de circuits quantiques optiques multi-photons." Le co-auteur Geobae Park a ajouté : « Nos recherches apporteront des avancées majeures dans des applications telles que les ordinateurs quantiques optiques et la détection quantique optique. »
Les photons sont un vecteur prometteur car ils peuvent être transportés sur de longues distances tout en conservant leur état quantique à température ambiante constante. L’exploitation de nombreux photons dans plusieurs modes permettra le cryptage quantique optique longue distance, la détection quantique optique et l’informatique quantique optique.
Le co-auteur Ryo Okamoto a expliqué : "Nous avons minutieusement généré un iNFS complexe en utilisant des circuits quantiques de photons à transformée de Fourier pour représenter deux photons sur trois chemins différents, ce qui constitue le plus grand défi dans la réalisation du phénomène de cohérence conditionnelle."
Comparaison avec l'intrication quantique
De plus, l’étude a comparé un autre phénomène à l’intrication quantique largement utilisée, qui apparaît et disparaît simplement en passant à travers un élément optique linéaire. L'intrication quantique fait référence à des états quantiques avec deux ou plusieurs états liés dans une superposition entre deux systèmes indépendants.
Holger F Hofmann de l'Université d'Hiroshima a noté : "Étonnamment, cette étude montre que les propriétés de l'iNFS ne changent pas lors du passage à travers un réseau de nombreux éléments optiques linéaires, marquant un bond en avant dans la technologie quantique de la lumière."
L'équipe de Takeuchi estime que l'iNFS présente une cohérence conditionnelle, un phénomène quelque peu mystérieux dans lequel même la détection d'un photon signifie que les photons restants sont présents dans une superposition de plusieurs chemins.
Takeuchi Shigeki a annoncé : « Notre prochain objectif est de réaliser des puces de circuits quantiques multiphotoniques, multimodaux et optiques à plus grande échelle. Cette recherche marque un bond potentiel dans la compréhension et l'exploitation des phénomènes quantiques.
Compilé à partir de /ScitechDaily