Des chercheurs ont mis au point une méthode révolutionnaire qui améliore la stabilité et les performances des systèmes quantiques, en s'attaquant à des problèmes tels que la décohérence et les erreurs de contrôle. Cette méthode, qui exploite la corrélation croisée entre deux sources de bruit, conduit à une multiplication par dix du temps de cohérence, à une meilleure fidélité de contrôle et à une sensibilité supérieure dans la détection quantique.
Une nouvelle méthode quantique améliore considérablement la cohérence du système et les capacités de détection, améliorant ainsi les applications potentielles dans les industries de précision.
Une nouvelle méthode visant à améliorer considérablement les performances de la technologie quantique utilise la corrélation croisée de deux sources de bruit pour prolonger le temps de cohérence, améliorer la fidélité du contrôle et augmenter la sensibilité de la détection à haute fréquence. Cette stratégie innovante répond aux principaux défis des systèmes quantiques, offrant une stabilité décuplée et ouvrant la voie à des dispositifs quantiques plus fiables et plus polyvalents.
Percée technologique quantique
Des chercheurs ont réalisé une avancée majeure dans le domaine de la technologie quantique en développant une nouvelle méthode qui améliore considérablement la stabilité et les performances des systèmes quantiques. Ce travail pionnier répond aux défis de longue date que sont la décohérence et le contrôle imparfait, ouvrant la voie à des dispositifs quantiques plus fiables et plus sensibles.
Les technologies quantiques, notamment les ordinateurs et les capteurs quantiques, recèlent un potentiel immense pour révolutionner divers domaines tels que l'informatique, la cryptographie et l'imagerie médicale. Cependant, leur développement est freiné par les effets néfastes du bruit, qui peut perturber les états quantiques et conduire à des erreurs.
Une sphère de Bloch d'un qubit soumise à un bruit de corrélation croisée (bleu et rouge). La méthode interfère de manière destructive avec ce bruit, ce qui se traduit par des performances supérieures. Crédit : Les auteurs
Surmonter le bruit dans les systèmes quantiques
De nombreuses approches traditionnelles visant à atténuer le bruit dans les systèmes quantiques se concentrent principalement sur l’autocorrélation temporelle, qui examine le comportement du bruit au fil du temps. Bien qu’efficaces dans une certaine mesure, ces méthodes ne sont pas efficaces lorsque d’autres types de corrélations de bruit sont présents.
Les recherches ont été menées par des experts en physique quantique, le doctorant Alon Salhov sous la direction du professeur Alex Retzker de l'Université hébraïque, le doctorant Qingyun Cao sous la direction du professeur Fedor Jelezko et du Dr Genko Genov de l'Université d'Ulm et le professeur Jianming Cai de l'Université des sciences et technologies de Huazhong. Ils ont introduit une stratégie innovante qui exploite la corrélation croisée entre deux sources de bruit. En exploitant l'interférence destructive du bruit en corrélation croisée, l'équipe a réussi à prolonger considérablement le temps de cohérence des états quantiques, à améliorer la fidélité du contrôle et à renforcer la sensibilité de la détection quantique à haute fréquence.
Représentation schématique de l'interférence destructive du bruit corrélé croisé, des séquences de contrôle et du dispositif expérimental.
Description détaillée (extrait du document) :
(a) Le qubit est soumis au bruit environnemental δ
Les principales réalisations de cette nouvelle stratégie comprennent :
Augmentation de dix fois du temps de cohérence:La durée pendant laquelle l’information quantique reste intacte est dix fois plus longue par rapport aux méthodes précédentes.
Fidélité de contrôle améliorée:Une précision accrue dans la manipulation des systèmes quantiques conduit à des opérations plus précises et plus fiables.
Sensibilité supérieure:La capacité de détecter des signaux haute fréquence dépasse l’état actuel de la technique, permettant de nouvelles applications dans la détection quantique.
Alon Salhov a déclaré : « Notre approche innovante élargit notre boîte à outils pour protéger les systèmes quantiques du bruit. En nous concentrant sur l'interaction entre plusieurs sources de bruit, nous avons atteint des niveaux de performance sans précédent, nous rapprochant ainsi de la mise en œuvre pratique des technologies quantiques. »
Cette avancée représente non seulement une avancée majeure dans le domaine de la recherche quantique, mais elle est également prometteuse pour un large éventail d’applications. Les secteurs qui dépendent de mesures extrêmement sensibles, comme celui de la santé, devraient bénéficier énormément de ces améliorations.
