CIT: ce phénomène imprévu ouvre la voie à une mémoire quantique efficace

Un phénomène étonnant vient d'être découvert: des atomes cessent soudainement de réfléchir la lumière à certaines fréquences. Et si cela ouvrait la voie à une nouvelle génération de mémoires quantiques ?


Ce phénomène, appelé "transparence induite collectivement" (Collectively Induced Transparency - CIT), a été découvert en enfermant des atomes d'ytterbium dans une cavité optique et en les bombardant avec un laser. La lumière du laser rebondit sur les atomes jusqu'à ce qu'une fenêtre de transparence apparaisse, où la lumière traverse la cavité sans entrave.

Selon Andrei Faraon, professeur à Caltech, cette fenêtre de transparence était jusqu'alors inconnue. L'analyse de ce phénomène révèle qu'il résulte d'interactions entre des groupes d'atomes et la lumière dans la cavité. Cela ressemble à une interférence destructive, où les ondes de deux sources, ou plus, peuvent s'annuler mutuellement. Les atomes absorbent et réémettent continuellement la lumière. Cependant, à la fréquence CIT, un équilibre est créé par la lumière réémise de chaque atome d'un groupe, entraînant une baisse de la réflexion.

Outre la transparence, les chercheurs ont également observé que les ensembles d'atomes peuvent absorber et émettre la lumière du laser beaucoup plus rapidement ou plus lentement qu'un atome unique, en fonction de l'intensité du laser. Ces processus, appelés superradiance et subradiance, sont encore mal compris en raison du grand nombre de particules quantiques en interaction.

Cette découverte pourrait un jour contribuer à la création de mémoires quantiques efficaces, basées sur des ensembles d'atomes fortement couplés. Aussi, Manuel Endres, co-auteur de l'étude, souligne que ces systèmes expérimentaux offrent des informations importantes pour le développement de futures connexions entre ordinateurs quantiques.