Un tamiseur de photons ouvre la voie aux ordinateurs quantiques entièrement optiques

Une équipe de recherche de l'Université de Bâle, en Suisse, a présenté cette semaine une nouvelle méthode de séparation des photons uniques des agrégats. Cette nouvelle méthode permet aux chercheurs de mieux contrôler les interactions à l'échelle moléculaire. De nombreux chercheurs considèrent notamment le tri des structures à photons uniques parmi les structures à photons multiples comme une étape cruciale pour exploiter cette technologie et alimenter les supercalculateurs du monde entier, et bien plus encore. Voici ce que vous devez savoir.

Étude du tamis

Les ingénieurs ont cherché à démontrer comment un dispositif Sifter pouvait accomplir cette tâche de manière fiable et efficace. Le système intègre un émetteur quantique qui permet la création d'un atome unidimensionnel appelé point quantique. Il est intéressant de noter que le étude examine comment un mécanisme de tamisage canalise les photons pour les séparer selon qu'ils sont seuls ou connectés à d'autres photons. Pour accomplir cette tâche, l'équipe a apporté quelques modifications au modèle Jaynes-Cummings.

Variations du modèle Jaynes-Cummings

Le modèle de Jaynes-Cummings a contribué à façonner l'optique quantique pendant plus de soixante ans. Présenté pour la première fois au monde par Edwin Jaynes et Frank Cummings en 1963, il est depuis lors essentiel au secteur. Ce modèle a notamment permis aux chercheurs de mieux comprendre les interactions lumière-matière, notamment la façon dont un atome à deux niveaux interagit avec un champ électromagnétique quantifié. Ces facteurs ont fait du modèle de Jaynes-Cummings un outil idéal pour la création de nouvelles formules.

Le modèle Jaynes-Cumming présentait certains inconvénients que les chercheurs ont dû surmonter pour mener à bien leur étude. L’équipe a découvert que le modèle rendait difficile l’identification de l’efficacité de couplage maximale (facteur 𝛽) et du faible moment de déphasage. Ils ont donc créé une variante qui exploitait les points quantiques pour obtenir des capacités supplémentaires.

Test de la théorie Sifter

La première étape pour tester la théorie du tamis a consisté à créer un point quantique semi-conducteur. Ce photon monocouche représentait un atome unidimensionnel, qui a ensuite été placé dans une microcavité. Cette microcavité avait des parois intérieures réfléchissantes et était laissée ouverte afin de pouvoir être réglée, ce qui permettait aux ingénieurs d'ajuster 𝛽 et d'autres facteurs.

Zone

Un laser faible a été utilisé en conjonction avec un îlot de semi-conducteurs de 20 nm de large pour cibler les parois réfléchissantes de la microcavité. Pour l'étude, le laser a été focalisé sur les parois partiellement transparentes de la cavité avant d'être activé via une séparation à deux miroirs. La lumière réfractée a ensuite été dirigée vers un séparateur de faisceau avec des plaques demi-onde inclinées spécifiquement pour séparer les photons. De plus, le séparateur de faisceau a été conçu pour être sensible à la polarisation, ce qui l'a également aidé à filtrer plus efficacement.

Le séparateur dirigeait automatiquement les photons individuels vers un port distinct de celui des groupes de photons multiples. De plus, le système mesurait le nombre de photons interagissant avec le point quantique pour déterminer l'état réel de l'énergie. Les points quantiques sont idéaux pour cette tâche car ils absorbent les photons et émettent de la lumière en fonction des différentes interactions.

Résultats

Les chercheurs ont constaté que le tamiseur séparait avec précision les photons isolés des amas. L'étude a également démontré que les ingénieurs pouvaient obtenir une extinction de 99.2 % en transmission en utilisant un laser faible. De plus, les nouvelles données ont révélé des résultats intéressants, notamment des fonctions de corrélation de second ordre.

De manière impressionnante, le tamiseur permet de séparer et de mesurer avec précision la quantité de photons qui passe à travers le mécanisme. Cette capacité ouvrira de nouvelles perspectives à l’avenir, car la capacité à confirmer le regroupement des photons, à séparer les photons en fonction de leur état et à mieux surveiller les niveaux d’excitation des photons sont toutes des étapes cruciales pour utiliser un jour cette technologie pour alimenter les ordinateurs de nouvelle génération et bien plus encore.

Cas d'utilisation potentiel

Les cas d'utilisation potentiels de cette technologie sont nombreux. Son principal domaine d'intérêt réside dans la création de nouvelles portes logiques photoniques. La logique quantique joue un rôle essentiel dans les ordinateurs quantiques ultra-rapides actuels. Cependant, créer des portes logiques photoniques 100 % optiques pour ordinateurs quantiques s'est avéré jusqu'à présent difficile, la science n'étant pas suffisamment fiable. Cette dernière étude ouvre la voie à l'évolution de ces systèmes.

Avantages du tamis à photons

L'étude sur le tamiseur de photons révèle plusieurs avantages. D'une part, cette technologie aidera les chercheurs à mieux comprendre la lumière et la façon dont elle interagit avec le monde sur la base d'un photon unique. Un tel niveau de surveillance approfondie n'était pas disponible auparavant. Ainsi, beaucoup pensent que cette avancée aidera l'humanité à mieux exploiter la puissance et la vitesse de la lumière pour améliorer la vie de tous.

Contrôle des statistiques des photons

Cette recherche présente un autre avantage : c'est la première fois qu'une méthode fiable de tri des photons jusqu'à leur élément unique a été développée. Cette capacité permettra aux ingénieurs de créer des dispositifs capables de déterminer des états tels que le regroupement fort et l'anti-regroupement, afin d'accomplir des tâches telles que la conversion de la lumière en énergie à l'échelle d'un photon, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle ère d'efficacité.

Chercheurs

Les chercheurs à l’origine du projet étaient dirigés par Richard Warburton de l’Université de Bâle, en Suisse. L’équipe a démontré avec succès sa méthode de tamisage de photons et cherche maintenant à étendre ses recherches dans les mois à venir. Leur travail s’appuie sur des décennies d’études quantiques et contribuera à alimenter le prochain chapitre de la recherche quantique.

Deux entreprises qui peuvent bénéficier de l'étude Photon Sifter

Plusieurs grandes entreprises technologiques pourraient intégrer les résultats de cette étude pour améliorer leurs produits et services. Ces entreprises dominent déjà le secteur exclusif de l'informatique quantique. Elles pourraient donc obtenir des rendements encore plus importants à l'avenir en tirant parti de cette découverte.

1hXNUMX. Honeywell

Honeywell International Inc. (HON + 0.54%)

Honeywell est un pionnier dans le secteur des ordinateurs quantiques. Le fabricant est présent dans de nombreux secteurs et est en activité depuis 1906. Cette entreprise basée en Caroline du Nord propose des technologies aérospatiales et de construction au marché et est l'une des actions les plus connues aujourd'hui.

Honeywell a notamment commencé à devenir célèbre peu après sa fusion avec AlliedSignal en 1999. Cette fusion a été suivie par l'acquisition d'Universal Oil Products pour 1.2 milliard de dollars en 2002. Aujourd'hui, Honeywell reste une force dominante sur le marché. Ses produits comprennent une grande variété d'offres, telles que des systèmes de contrôle environnemental, des systèmes d'alimentation électrique, des accessoires pour systèmes moteurs, des solutions de sécurité et de productivité et des réseaux d'automatisation et de contrôle.

Honeywell est une valeur sûre pour les traders pour de nombreuses raisons. D’une part, la société est classée 115e au classement Fortune 500 et a été reconnue comme l’une des « entreprises les plus admirées au monde » par le magazine Fortune l’année dernière. Actuellement, Honeywell emploie plus de 95,000 36.66 professionnels qualifiés. En outre, elle a déclaré un chiffre d’affaires de 2023 milliards de dollars pour XNUMX, ce qui en fait l’un des plus gros bénéficiaires du secteur des ordinateurs quantiques. Ces facteurs font d’Honeywell une action à surveiller, car leur prochain communiqué de résultats pourrait créer une demande supplémentaire pour cet actif.

2. Arqit Quantum ARQQ

Arqit Quantum est une entreprise de cybersécurité basée au Royaume-Uni qui offre une protection contre les attaques d'ordinateurs quantiques. Ces appareils surpuissants domineront un jour le paysage informatique. Leurs capacités les rendent idéaux pour l'informatique de nouvelle génération, mais ils représentent également une menace majeure pour les professionnels de la cybersécurité d'aujourd'hui.

Conscients de la demande de systèmes hautement sécurisés et résistants aux attaques quantiques, David John Williams, David James Bestwick et Geoffrey Taylor ont fondé Arqit Quantum. Leur approche unique comprend l'offre d'options de stockage Platform-as-a-Service (Paas) et QuantumCloud. Ces deux solutions protègent les utilisateurs contre les menaces de piratage informatique quantique.

Arqit Quantum a subi une certaine perte de valeur au cours du mois d'août, la plupart des acteurs du secteur technologique ayant subi des pertes. Cependant, l'entreprise a un fort potentiel de croissance, notamment si l'on considère les menaces croissantes de cyberguerre à l'échelle mondiale. La plate-forme unique de cryptage par accord de clé symétrique à sécurité quantique d'Arqit Quantum offre une protection de niveau entreprise en cas de besoin.

Arqit Quantum a récemment signé un partenariat stratégique avec Sparkle pour créer une preuve de concept (PoC) de réseau en tant que service, qui pourrait contribuer à démontrer l'efficacité des systèmes d'Arqit contre les piratages quantiques. Les analystes prévoient une certaine croissance de cet actif alors que l'entreprise continue d'accumuler les distinctions pour ses recherches scientifiques.

L'année dernière seulement, Arqit Quantum a reçu le prix de l'innovation dans la cybersécurité, le prix de la société de logiciels de cybersécurité de l'année et a été honorée par les prix de l'Institution of Engineering and Technology (IET) 2023 pour ses recherches révolutionnaires sur l'informatique quantique.

L'avenir est quantique

Il ne fait aucun doute que la puissance de calcul est devenue un élément essentiel de la sécurité nationale, et bien plus encore. À mesure que de plus en plus de villes du monde deviennent intelligentes, ces systèmes joueront un rôle de plus en plus crucial dans la vie quotidienne. Par conséquent, la plupart s'accordent à dire que la technologie quantique doit être perfectionnée et protégée de manière à ne pas être nocive.

Photon Sifters – Déverrouiller l’informatique quantique optique

Le monde continue d’évoluer vers l’ère de l’informatique quantique. Ces appareils sont désormais plus petits et plus accessibles que jamais. À l’avenir, ils seront disponibles commercialement pour tous, ouvrant la voie à de nouvelles opportunités sur les marchés. Pour l’instant, le tamiseur de photons est un élément crucial de l’évolution de l’informatique binaire vers les options quantiques.

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