La Chine défie les lois de la physique : ce record mondial de la lumière piégée pendant plus d’une heure fascine la planète entière

Les chercheurs de l’Académie des sciences de l’information quantique de Pékin (BAQIS) ont récemment réalisé un exploit scientifique remarquable : réussir à stocker la lumière, ou plus précisément les informations qu’elle transporte, pendant plus d’une heure. Cette avancée constitue une percée majeure dans le domaine de l’informatique quantique, un domaine où le stockage efficace des données représente un défi de taille. Contrairement aux électrons, les photons se déplacent à des vitesses fulgurantes, rendant leur capture et leur stockage particulièrement complexes. Cet exploit pourrait transformer notre compréhension de la mécanique quantique et ouvrir la voie à des innovations technologiques sans précédent.

Le défi du stockage de la lumière

La lumière, composée de photons, voyage à une rapidité qui pose un défi considérable pour son stockage. Les photons, contrairement aux électrons, ne se laissent pas facilement piéger. Cette rapidité fait qu’ils échappent aux dispositifs conventionnels comme ceux utilisés dans les matériaux semi-conducteurs. Les technologies actuelles permettent de conserver la lumière uniquement sur de très courtes durées, ce qui limite leur potentiel dans les systèmes quantiques. Les chercheurs du BAQIS ont dû innover pour ralentir ces particules suffisamment pour les capturer sans perdre d’informations précieuses. Ce développement marque une avancée significative dans l’utilisation des propriétés uniques des photons pour le stockage de données.

Leur approche a consisté à trouver un moyen de manipuler ces particules de manière à les emprisonner efficacement. Cette avancée représente un énorme pas en avant dans la quête de solutions pour le stockage quantique, offrant des perspectives prometteuses pour l’avenir des technologies de l’information.

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La solution innovante : conversion de la lumière en son

Les chercheurs ont adopté une méthode astucieuse pour surmonter le problème de la vitesse des photons : convertir les signaux lumineux en signaux sonores. Les signaux sonores, étant plus lents, peuvent être manipulés et stockés plus facilement. Cette conversion se fait grâce à l’utilisation d’un matériau innovant, le film de carbure de silicium monocristallin, qui piège efficacement les informations lumineuses sous forme de signaux sonores. Ce processus permet de ralentir la lumière à un point où elle devient plus facile à retenir et à manipuler.

Le matériau utilisé présente des propriétés remarquables, telles qu’une stabilité de fréquence et de faibles pertes internes. Ces caractéristiques permettent de prolonger la durée de stockage des photons de manière spectaculaire. En encapsulant les informations contenues dans la lumière, cette technologie ouvre de nouvelles possibilités pour la manipulation des données quantiques. Grâce à ces avancées, il devient possible d’envisager des applications plus vastes dans le domaine des technologies de l’information quantique.

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Des résultats prometteurs

Le record établi par les chercheurs est impressionnant : 4 035 secondes de stockage, soit plus d’une heure. Cette durée dépasse de loin tout ce qui avait été réalisé précédemment. Les précédentes tentatives de stockage de photons ne permettaient de les maintenir que pendant quelques fractions de seconde. Le film de carbure de silicium monocristallin a montré une performance exceptionnelle, maintenant une stabilité de fréquence élevée même à des températures extrêmement basses.

Ces résultats pourraient avoir un impact considérable. L’une des applications principales réside dans le développement des ordinateurs quantiques, qui utilisent les principes de la mécanique quantique pour effectuer des calculs à des vitesses bien supérieures à celles des ordinateurs classiques. Pour atteindre leur plein potentiel, ces ordinateurs nécessitent le stockage et la manipulation d’informations quantiques sur de longues périodes sans perte. Cette nouvelle méthode de stockage de la lumière pourrait accélérer le développement de ces technologies, ouvrant la voie à des ordinateurs quantiques plus puissants.

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Perspectives d’avenir

Outre les ordinateurs quantiques, cette découverte pourrait également transformer le domaine de la cryptographie quantique. En sécurisant les communications à un niveau encore plus élevé que les technologies actuelles, le stockage prolongé de la lumière pourrait faciliter des avancées significatives dans les télécommunications, les capteurs quantiques et les simulations de phénomènes physiques complexes.

Les chercheurs envisagent d’étendre cette technologie en augmentant la densité d’informations stockées et en explorant de nouvelles manières d’intégrer cette technique à d’autres technologies quantiques. Ce développement ouvre la voie à une multitude de possibilités dans le domaine de la recherche et de l’innovation technologique. Alors que nous continuons à explorer le potentiel de l’informatique quantique, comment cette avancée influencera-t-elle notre avenir technologique et scientifique ?

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