Une nouvelle méthode permet de décupler le temps de cohérence quantique grâce à l’interférence destructive du bruit corrélé

Des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode pour améliorer considérablement les performances de la technologie quantique en utilisant 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.

Le travail est publié dans la revue Lettres d’examen physique.

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.

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, dont 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 intercorrélé, l’équipe a réussi à prolonger considérablement le temps de cohérence des états quantiques, à améliorer la fidélité du contrôle et à améliorer la sensibilité de la détection quantique à haute fréquence.

Les principales réalisations de cette nouvelle stratégie comprennent :

• Augmentation décuplée du temps de cohérence : la durée pendant laquelle l’information quantique reste intacte est prolongée dix fois plus longtemps 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 de la technique actuel, permettant de nouvelles applications dans la détection quantique.

« Notre approche innovante élargit notre boîte à outils pour protéger les systèmes quantiques du bruit », a déclaré M. Salhov. « 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.