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Posté par Adrien le Mercredi 26/10/2011 à 00:00
Vers un ordinateur quantique basé sur l'optique non-linéaire
Une équipe de l'Université de Vienne et de l'Académie des Sciences autrichienne, en collaboration avec trois chercheurs du Canada, d'Australie et du Japon, a conçu et testé expérimentalement un tout nouveau concept, sérieux candidat à la création d'un ordinateur quantique (Un ordinateur quantique (ou rarement calculateur quantique) repose sur des propriétés quantiques de la matière : superposition et intrication d'états quantiques. De petits ordinateurs...) (article publié dans Nature).

Les photons, futures bases de l'ordinateur quantique ?

Les chercheurs, parmi lesquels Anton Zeilinger, physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et les forces qui les relient. Le mot physicien...) autrichien souvent cité comme prix Nobel potentiel, ont mis au point (Graphie) une technique permettant de doubler de façon efficiente un photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit,...) et de faire interagir deux photons. Ce processus, en théorie déterministe (au contraire d'autres processus existants qui sont, eux, probabilistes par essence et donc difficilement utilisables pour la mise au point d'un ordinateur quantique fonctionnel), fournit une nouvelle façon de générer et d'analyser des états complexes à des fins d'applications pour l'informatique quantique (L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des ordinateurs quantiques utilisant des phénomènes de la mécanique quantique, par opposition à ceux de l'électricité...) photonique. Les photons, particules de lumière, sont en effet d'excellents porteurs d'information quantique: ce sont par exemple eux qui ont été utilisés lors des premières expériences d'intrication.

L'ordinateur quantique est un appareil - pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré...) encore au stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est...) de fiction - qui s'appuie sur l'utilisation des qubits, c'est-à-dire des bits quantiques. Là où un ordinateur classique opère en manipulant des bits, grandeurs discrètes valant soit 0 soit 1, un ordinateur quantique travaille avec des grandeurs en état de superpositions des valeurs 0 et 1, suivant les propriétés quantiques de superpositions d'états. En conjonction avec des algorithmes particuliers, cette particularité permettrait à un ordinateur quantique d'effectuer certains types de calculs à une vitesse (On distingue :) bien plus élevée qu'un ordinateur classique.

Détails de l'expérience

La technique mise au point, baptisée "conversion cohérente de photons" ("coherent (Le systèmes d'exploitation Coherent a été créé en 1983 par la défunte Mark Williams Company comme l'un des premiers...) photonic conversion"), est basée sur le contrôle des propriétés de non-linéarité des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement...) optiques. En effet, le degré de non-linéarité y dépend de l'intensité de la lumière incidente ; par conséquent plus le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme...) est fort, plus la non-linéarité est marquée. Or si dans un matériau linéaire, les rayons de lumière n'interagissent pas entre eux, c'est le cas dans un matériau non-linéaire.

Ainsi, la technique autorise une conversion cohérente entre différents états des photons. En pratique, si l'on ajoute à un premier laser un second d'une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de...) différente et d'intensité plus faible, il est possible de doubler des photons uniques: pour un photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique....) injecté, deux photons sont produits - et ce avec une probabilité théorique de 100%, donc de façon déterministe. Ce doublement de photons déterministe représente une solution au problème de la préparation et de la mesure des qubits. Un autre aspect important est que le montage permet de faire interagir deux photons, ce qui ouvre le chemin à la réalisation de portes logiques quantiques, éléments de base d'un ordinateur quantique.

Les physiciens ont pu prouver la faisabilité du concept par l'expérimentation. La production de paires de photons dans l'expérience n'atteint néanmoins pas encore le stade du déterminisme, mais les jalons de la méthode sont posés et les résultats obtenus suggèrent une bonne possibilité d'y parvenir.

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Source: BE Autriche numéro 140 (24/10/2011) - Ambassade de France en Autriche / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /67996.htm