Décupler les performances de la technologie quantique

Les chercheurs ont mis au point une méthode novatrice pour améliorer considérablement les performances des technologies quantiques. En utilisant la corrélation croisée de deux sources de bruit, ils parviennent à prolonger le temps de cohérence, à améliorer la fidélité du contrôle et à augmenter la sensibilité pour la détection haute fréquence.

Cette stratégie innovante répond aux défis majeurs des systèmes quantiques, offrant une stabilité décuplée et ouvrant la voie à des dispositifs quantiques plus fiables et polyvalents.

Les chercheurs ont réalisé une avancée significative dans le domaine des technologies quantiques en développant une méthode qui améliore de manière spectaculaire la stabilité et les performances des systèmes quantiques. Ce travail pionnier aborde les défis persistants de la décohérence et du contrôle imparfait, ouvrant la voie à des dispositifs quantiques plus fiables et sensibles.

Les technologies quantiques, y compris les ordinateurs et les capteurs quantiques, possèdent un potentiel immense pour transformer divers domaines tels que l’informatique, la cryptographie et l’imagerie médicale. Cependant, leur développement a été entravé par les effets nuisibles du bruit, qui peuvent perturber les états quantiques et provoquer des erreurs.

Approches traditionnelles et leurs limites

De nombreuses approches traditionnelles pour atténuer le bruit dans les systèmes quantiques se concentrent principalement sur l’autocorrélation temporelle, qui examine le comportement du bruit au fil du temps. Bien que ces méthodes soient efficaces dans une certaine mesure, elles montrent leurs limites lorsque d’autres types de corrélations de bruit sont présents.

Les experts en physique quantique, dont le doctorant Alon Salhov sous la direction du Prof. Alex Retzker de l’Université hébraïque, le doctorant Qingyun Cao sous la direction du Prof. Fedor Jelezko et du Dr. Genko Genov de l’Université d’Ulm, ainsi que le Prof. Jianming Cai de l’Université des Sciences et Technologies de Huazhong, ont introduit une stratégie innovante exploitant la corrélation croisée entre deux sources de bruit.

En utilisant l’interférence destructive du bruit corrélé, l’équipe a réussi à prolonger significativement le temps de cohérence des états quantiques, à améliorer la fidélité du contrôle et à augmenter la sensibilité pour la détection quantique haute fréquence.

Réalisations clés

Augmentation décuplée du temps de cohérence : La durée pendant laquelle l’information quantique reste intacte est prolongée dix fois plus longtemps par rapport aux méthodes précédentes.

Amélioration de la fidélité du contrôle : Une précision accrue dans la manipulation des systèmes quantiques conduit à des opérations plus précises et fiables.

Sensibilité supérieure : La capacité à détecter des signaux haute fréquence dépasse l’état de l’art actuel, permettant de nouvelles applications dans la détection quantique.

Implications et perspectives

Alon Salhov a déclaré : « Notre approche innovante étend notre boîte à outils pour protéger les systèmes quantiques contre le bruit. En nous concentrant sur l’interaction entre plusieurs sources de bruit, nous avons débloqué des niveaux de performance sans précédent, nous rapprochant de la mise en œuvre pratique des technologies quantiques. »

Cette avancée marque non seulement un bond significatif dans le domaine de la recherche quantique, mais elle offre également des perspectives pour une large gamme d’applications. Les industries qui dépendent de mesures hautement sensibles, telles que le secteur de la santé, pourraient bénéficier énormément de ces améliorations.

Article : « Protecting Quantum Information via Destructive Interference of Correlated Noise » – DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.223601