Le Dr Rose Ahlefeldt et le professeur A. Matthew Sellars utilisent un laser à colorant haute résolution (utilisé pour étudier les cristaux de terres rares) dans le laboratoire de spectroscopie à l'état solide de l'Australian National University Crédit :ANU/cqc2t.org
Des chercheurs de l'Université nationale australienne (ANU) ont fait un grand pas en avant pour fournir des blocs de construction pratiques pour un Internet quantique mondial. L'équipe, dirigé par le professeur agrégé Matthew Sellars, ont montré qu'un cristal dopé à l'erbium est particulièrement adapté pour permettre un réseau mondial de télécommunications qui exploite les propriétés étranges de la mécanique quantique.
"L'effort pour construire un ordinateur quantique est souvent décrit comme la" course à l'espace du 21ème siècle ", mais les ordinateurs d'aujourd'hui n'ont pas réalisé leur plein potentiel jusqu'à ce que nous ayons Internet, " dit Sellars, Responsable de programme au Centre de calcul quantique et de technologie de la communication (CQC2T) à l'ANU. "Nous avons montré qu'un cristal dopé à l'erbium est le matériau parfait pour former les blocs de construction d'un Internet quantique qui libérera tout le potentiel des futurs ordinateurs quantiques. Nous avons eu cette idée il y a 10 ans, mais beaucoup de nos pairs nous ont dit qu'une idée aussi simple ne pouvait pas fonctionner. En voyant ce résultat, ça fait du bien de savoir que notre approche était la bonne."
L'oeuvre, Publié dans Physique de la nature , montre comment améliorer considérablement le temps de stockage d'une mémoire quantique compatible télécom, un défi crucial qui a échappé aux chercheurs du monde entier.
« Une mémoire quantique compatible avec les télécommunications est un élément essentiel pour un Internet quantique pratique, " a déclaré le Dr Rose Ahlefeldt, Boursier DECRA à l'ANU et au CQC2T.
"Les mémoires nous permettent de tamponner et de synchroniser les informations quantiques, opérations nécessaires à la communication quantique à longue portée. À l'heure actuelle, les chercheurs utilisent des mémoires qui ne fonctionnent pas à la bonne longueur d'onde, et doivent employer un processus de conversion compliqué vers et depuis la longueur d'onde de communication. Cela peut être inefficace, et signifie qu'ils doivent faire trois choses très difficiles au lieu d'une seule, " elle a dit.
Erbium, un ion de terre rare, possède des propriétés quantiques uniques telles qu'il fonctionne dans la même bande que les réseaux de fibres optiques existants, éliminant le besoin d'un processus de conversion.
Miloš Ranči avec le dispositif expérimental utilisé pour étudier les matériaux d'une mémoire quantique compatible avec les télécommunications Crédit :cqc2t.org
"L'avantage unique de notre technologie est qu'elle fonctionne dans la même bande de 1550 nanomètres que l'infrastructure de télécommunications d'aujourd'hui, le rendant compatible avec les câbles à fibres optiques présents dans les réseaux existants, " a déclaré le premier auteur et doctorant Miloš Ranči?. " Nous avons montré que les ions erbium dans un cristal peuvent stocker des informations quantiques pendant plus d'une seconde, qui est 10, 000 fois plus longtemps que les autres tentatives, et est assez long pour envoyer un jour des informations quantiques à travers un réseau mondial."
Sellars a déclaré que la nouvelle technologie peut également être utilisée comme source de lumière quantique ou utilisée comme liaison optique pour les dispositifs informatiques quantiques à semi-conducteurs, les connecter à l'internet quantique.
Dr Rose Ahlefeldt et A. Prof Matthew Sellars exploitant un cryostat à aimant supraconducteur, utilisé dans l'expérience pour générer un champ magnétique élevé et des températures extrêmement basses Crédit :ANU/cqc2t.org
« Non seulement notre matériau est compatible avec les fibres optiques existantes, mais sa polyvalence signifie qu'il sera capable de se connecter à de nombreux types d'ordinateurs quantiques, y compris les qubits de silicium de CQC2T, et les qubits supraconducteurs tels que ceux développés par Google et IBM, " a déclaré Sellars. " Ce résultat est tellement excitant pour moi car il nous permet de prendre une grande partie du travail de principe que nous avons démontré et de le transformer en dispositifs pratiques pour un Internet quantique à grande échelle. "
