Des chercheurs du Naval Research Laboratory (NRL) des États-Unis ont mis au point une nouvelle technique qui pourrait permettre de futurs progrès dans la technologie quantique.

La technique serre les points quantiques, de minuscules particules composées de milliers d'atomes, pour émettre des photons uniques (particules individuelles de lumière) avec exactement la même couleur et avec des positions qui peuvent être distantes de moins d'un millionième de mètre.

"Cette percée pourrait accélérer le développement des technologies de l'information quantique et de l'informatique inspirée du cerveau, " a déclaré Allan Bracker, un chimiste du LNR et l'un des chercheurs du projet.

Pour que les points quantiques « communiquent » (interagissent), ils doivent émettre de la lumière à la même longueur d'onde. La taille d'une boîte quantique détermine cette longueur d'onde d'émission. Cependant, tout comme il n'y a pas deux flocons de neige pareils, il n'y a pas deux points quantiques qui ont exactement la même taille et la même forme, du moins lors de leur création initiale.

Cette variabilité naturelle rend impossible pour les chercheurs de créer des points quantiques qui émettent de la lumière exactement à la même longueur d'onde [couleur], a déclaré le physicien du LNR Joel Grim, le chercheur principal du projet.

"Au lieu de faire des points quantiques parfaitement identiques pour commencer, on change ensuite leur longueur d'onde en les rétractant avec de l'oxyde d'hafnium cristallisé au laser, " dit Grim. " Le film rétractable serre les points quantiques, qui décale leur longueur d'onde d'une manière très contrôlable."

Alors que d'autres scientifiques ont démontré le "réglage" des longueurs d'onde des points quantiques dans le passé, c'est la première fois que des chercheurs y parviennent avec précision à la fois en longueur d'onde et en position.

"Cela signifie que nous pouvons le faire non seulement pour deux ou trois, mais pour de nombreux points quantiques dans un circuit intégré, qui pourrait être utilisé pour l'optique, plutôt que l'informatique électrique, " a déclaré Bracker.

La vaste expertise des chercheurs et les actifs scientifiques du LNR ont permis à l'équipe de tester diverses approches pour réaliser cette percée par points quantiques dans un laps de temps relativement court.

"NRL possède des installations internes pour la croissance cristalline, fabrication d'appareils, et mesures optiques quantiques, ", a déclaré Grim. "Cela signifie que nous pourrions immédiatement coordonner nos efforts pour nous concentrer sur l'amélioration rapide des propriétés du matériau."

Selon Grim et Bracker, cette étape importante dans la manipulation des points quantiques pourrait jeter les bases de futures avancées dans un certain nombre de domaines.

"La nouvelle méthode de NRL pour régler la longueur d'onde des points quantiques pourrait permettre de nouvelles technologies qui utilisent les propriétés étranges de la physique quantique pour l'informatique, communication et détection, " a déclaré Bracker. " Cela peut également conduire à une informatique " neuromorphique " ou inspirée du cerveau basée sur un réseau de minuscules lasers. "

Les applications dans lesquelles l'espace et l'efficacité énergétique sont des facteurs limitants peuvent également bénéficier de cette approche révolutionnaire, les chercheurs ont dit.