Des chercheurs chinois ont fait un pas en avant vers la construction d’une puce quantique, utilisant un semi-conducteur commun pour créer une source de lumière quantique pour la première fois au monde.
Les puces quantiques ont le potentiel de résoudre des problèmes complexes de manière exponentielle plus rapidement que l'informatique conventionnelle basée sur les électrons, mais les scientifiques ont eu du mal à construire les composants nécessaires à un circuit intégré.
Une équipe chinoise affirme désormais avoir créé l’un de ces composants – une source de lumière quantique – en utilisant le semi-conducteur nitrure de gallium (GaN), un matériau utilisé depuis des décennies dans les diodes électroluminescentes bleues.
Selon l’équipe de l’Université des sciences et technologies électroniques de Chine (UESTC), de l’Université Tsinghua et de l’Institut des microsystèmes et des technologies de l’information de Shanghai, l’appareil a un « potentiel considérable » pour construire des puces quantiques petites et robustes.
La source de lumière a produit des paires de particules lumineuses intriquées et connectées quantiquement qui peuvent être utilisées pour transporter des informations.
Comparé aux sources de lumière quantique existantes basées sur des matériaux tels que le nitrure de silicium et le phosphure d'indium, le nouveau dispositif a une plage de longueurs d'onde beaucoup plus large et pourrait être utilisé pour construire d'autres composants majeurs d'un circuit quantique, ont rapporté les chercheurs dans la revue Physical Review Letters. le mois dernier.
"Nous démontrons que le nitrure de gallium est une bonne plate-forme matérielle quantique pour l'information quantique photonique, où la génération de lumière quantique est cruciale", a déclaré l'auteur principal Zhou Qiang de l'UESTC à Physics Magazine.
« La plateforme de nitrure de gallium offre des perspectives prometteuses pour le progrès des puces photoniques quantiques dans un avenir proche. »
L'expert en optique quantique Thomas Walther, de l'Université technique de Darmstadt en Allemagne, a déclaré à Physics Magazine que ces travaux constituent « un pas en avant important » car ils pourraient réduire les coûts de production de tels systèmes et les rendre beaucoup plus compacts et robustes que les systèmes actuels. .
Dans leur expérience, Zhou et ses collègues ont d’abord fait croître une fine couche de GaN sur une couche de saphir. Ensuite, ils ont gravé un anneau dans le film de 120 micromètres de diamètre, permettant aux particules lumineuses des faisceaux laser de se déplacer autour de l'anneau.
Lorsque les chercheurs ont introduit une lumière laser infrarouge dans le film de GaN, certaines particules de lumière ont été piégées et sont devenues « résonnantes » par paires.
Grâce à un effet connu sous le nom de mélange spontané à quatre ondes, certaines paires résonantes ont donné naissance à une nouvelle paire de particules lumineuses qui se sont enchevêtrées les unes dans les autres.
Le degré d'intrication produit par l'anneau GaN était "comparable" au niveau mesuré pour d'autres sources de lumière quantique, a expliqué Zhou à la revue Physics. La gamme de longueurs d'onde de sortie s'étendait également des 25,6 nanomètres des matériaux avant les 100 nanomètres des matériaux. le nouvel appareil.
"En fournissant davantage de ressources de longueurs d'onde, nous serons en mesure de répondre aux besoins d'un plus grand nombre d'utilisateurs souhaitant accéder à un réseau quantique sur différentes longueurs d'onde", a déclaré jeudi Zhou au Science and Technology Daily.
En plus de la source de lumière quantique, le GaN est également un matériau prometteur pour fabriquer d’autres composants d’un circuit quantique, notamment le laser à pompe et les détecteurs de particules lumineuses, selon l’équipe.
"La plate-forme GaN est très prometteuse pour réaliser des circuits intégrés photoniques quantiques tout sur puce par rapport aux plates-formes existantes", ont-ils déclaré.
Nous espérons que cette nouvelle forme de lumière et de circuit quantiques sera également capable de surmonter le gros problème qui, jusqu'à présent, ralentit, voire annule, la progression du calcul quantique, à savoir le « bruit » , c'est-à-dire l'extrême sensibilité à tout les variations environnementales, comme par exemple les perturbations provoquées par les photons, ou la chaleur, qui peuvent perturber, voire annuler, la capacité de calcul des quanta.
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L'article Des scientifiques chinois fabriquent une nouvelle puce quantique à partir d'un semi-conducteur commun provient de Scénarios économiques .
Cet article est une traduction automatique de la langue italienne d’un article publié sur le site Scenari Economici à l’URL https://scenarieconomici.it/scienziati-cinesi-realizzano-un-nuovo-chip-quantistico-da-un-semiconduttore-comune/ le Thu, 25 Apr 2024 06:00:52 +0000.