Des physiciens de l'Université de Bâle ont développé une mémoire capable de stocker des photons. Ces particules quantiques se déplacent à la vitesse de la lumière et sont donc adaptées au transfert de données à grande vitesse. Les chercheurs ont pu les stocker dans une vapeur atomique et les relire plus tard sans trop altérer leurs propriétés de mécanique quantique. Cette technologie de mémoire est simple et rapide et pourrait trouver une application dans un futur Internet quantique. Le journal Lettres d'examen physique a publié les résultats.

Même aujourd'hui, le transfert rapide de données dans les réseaux de télécommunication utilise de courtes impulsions lumineuses. La technologie ultra large bande utilise des liaisons en fibre optique à travers lesquelles les informations peuvent être transférées à la vitesse de la lumière. Du côté du récepteur, les informations transmises doivent être stockées rapidement et sans erreur afin de pouvoir être traitées ultérieurement par voie électronique sur des ordinateurs. Pour éviter les erreurs de transmission, chaque bit d'information est codé en impulsions lumineuses relativement fortes qui contiennent chacune au moins plusieurs centaines de photons.

Pour plusieurs années, des chercheurs du monde entier ont travaillé sur l'exploitation de tels réseaux avec des photons uniques. Encoder un bit par photon est non seulement très efficace, mais il permet également une forme radicalement nouvelle de traitement de l'information basée sur les lois de la physique quantique. Ces lois permettent à un seul photon de coder non seulement les états 0 ou 1 d'un bit classique, mais aussi pour coder une superposition des deux états en même temps. De tels bits quantiques constituent la base du traitement de l'information quantique qui pourrait permettre à l'avenir une communication sécurisée inconditionnelle et des ordinateurs quantiques ultrarapides. La capacité de stocker et de récupérer des photons uniques à partir d'une mémoire quantique est un élément clé pour ces technologies, qui fait l'objet d'une enquête approfondie.

Une équipe de physiciens dirigée par les professeurs Philipp Treutlein et Richard Warburton de l'Université de Bâle a maintenant développé une mémoire quantique particulièrement simple et rapide qui stocke des photons dans un gaz d'atomes de rubidium. Un laser contrôle les processus de stockage et de récupération. La technologie utilisée ne nécessite pas de dispositifs de refroidissement ou d'équipement de vide compliqué et peut être mise en œuvre dans une configuration très compacte. Les chercheurs ont également pu vérifier que la mémoire a un niveau de bruit très faible et convient aux photons uniques.

"La combinaison d'une configuration simple, une bande passante élevée et un faible niveau de bruit sont très prometteurs pour une future application dans les réseaux quantiques, " dit Janik Wolters, premier auteur de l'étude. Le développement de tels réseaux quantiques est l'un des objectifs du Centre national de compétence en science et technologie quantiques (NCCR QSIT) et du programme-cadre de l'UE pour la recherche et l'innovation qui ont financé cette étude. À l'avenir, les réseaux quantiques pourraient conduire à une communication sécurisée inconditionnellement, la mise en réseau de différents ordinateurs quantiques et la simulation de physique complexe, systèmes chimiques et biologiques.