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Posté par Adrien le Mercredi 12/01/2011 à 00:00
Un amplificateur parfait pour un futur ordinateur quantique ?
Les chercheurs de l'Institut national d'optique (Ino-Cnr) sont parvenus à augmenter l'intensité d'impulsions lumineuses extrêmement faibles sans introduire aucun bruit additionnel. Ce système "Hi-Fi quantique", basé sur la manipulation ultra-précise de la lumière à l'échelle du photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique....), a battu tous les records en termes de réduction des perturbations.

L'équipe à l'origine de ce succès est composée de chercheurs de l'Ino-Cnr de Florence (Florence (en italien Firenze) est une ville d'Italie, capitale de la région de Toscane et chef-lieu de province (370 051 habitants, les Florentins). Située au pied de...) et de l'Université tchèque d'Olomouc et leurs résultats ont été publiés dans la revue Nature Photonics. Le grand progrès qu'apporte leur travail, est l'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les...) sans amplifier le bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner...) original et sans ajouter aucun autre bruit. Le prototype semble "violer" les lois de la mécanique quantique, en s'approchant de la réalisation d'un ordinateur quantique (Un ordinateur quantique (ou rarement calculateur quantique) repose sur des propriétés quantiques de la matière : superposition et intrication d'états...).

"Disposer d'un 'amplificateur (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) parfait' permettrait de réaliser des communications quantiques sûres à grande échelle, proches du 'rêve' d'un ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de...) quantique", explique Marco Bellini de l'Ino-Cnr qui a expérimenté le prototype en collaboration avec son collègue de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le...) Alessandro Zavatta et avec Jaromir Fiurasek de l'Université tchèque d'Olomouc. "Notre amplificateur semble violer les lois de la mécanique quantique [...]. Le résultat est basé sur des techniques que nous avons mises au point (Graphie), d'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la réunion de quantités ou l'adjonction de grandeurs extensives de...) et de soustraction (La soustraction est l'une des opérations basiques de l'arithmétique. La soustraction combine deux ou plusieurs grandeurs du même type,...) contrôlée de simples photons, les particules fondamentales et indivisibles dont est composée la lumière." L'exceptionnalité de la découverte est compréhensible à l'échelle de la vie (La vie est le nom donné :) de tous les jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du...). "Si on augmente le volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) d'une transmission brouillée, on amplifie aussi le bruit, et le signal reste donc de la même qualité", rappelle le chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de...). "Même si normalement nous ne nous en rendons pas compte, à chaque fois que nous amplifions un signal, nous rajoutons aussi inévitablement un léger bruit additionnel, diminuant ainsi la qualité du signal. [...]"

Nous ne nous en rendons pas compte tellement ce bruit ajouté est faible par rapport à l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) du signal, mais les choses changent lorsque les signaux à amplifier sont extrêmement faibles et les perturbations causées par l'amplification les rendent pratiquement inutilisables. "C'est par exemple le cas des schémas de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter-...) intrinsèquement fiables basés sur la 'cryptographie quantique (La cryptographie quantique est une tentative de mise en œuvre des prédicats de la mécanique quantique afin d'assurer la confidentialité,...)' ", poursuit Bellini, "dans une telle situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général afin de le qualifier à...), l'effet est très utile puisqu'à chaque tentative d'interception et de copie du message (La théorie de l'information fut mise au point pour déterminer mathématiquement le taux d’information transmis dans la communication d’un message par un canal de communication, notamment en...), un bruit additionnel est produit de telle sorte que la tentative soit immédiatement découverte. Dans de nombreux autres cas, l'impossibilité d'amplifier fidèlement un signal constitue une grande limitation, par exemple sur la distance du signal avant que l'atténuation le rende trop faible."

Cette recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....) permettra notamment d'effectuer de nouveaux types de mesures ultra-sensibles, de réaliser des répétiteurs quantiques pour reconstruire les impulsions les plus faibles des réseaux de communication et d'amplifier le fameux "entanglement", la forme particulière de corrélation entre particules distantes qu'Einstein ne réussissait pas à admettre mais qui est pourtant à la base des concepts les plus avancés d'ordinateurs quantiques.

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Source: BE Italie numéro 88 (11/01/2011) - Ambassade de France en Italie / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /65544.htm