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Réseaux quantiques sont souvent décrits comme l’avenir d’Internet – mais au lieu de transmettre des informations classiques dans des bits, ils envoient des informations quantiques transportées par les photons. Ces réseaux pourraient permettre une communication ultra-sécurisée, relier les ordinateurs quantiques éloignés en une machine unique et beaucoup plus puissante et créer des systèmes de détection de précision qui peuvent mesurer le temps ou les conditions environnementales avec une précision sans précédent.
Le processus a créé un flux de photons; chacun lié à un qubit d’ion différent dans le registre. À l’avenir, les photons pouvaient se déplacer vers des nœuds éloignés et être utilisés pour établir un enchevêtrement entre des dispositifs quantiques séparés. Les chercheurs ont obtenu une fidélité moyenne en intrigue ionique de 92%, un niveau de précision qui souligne la robustesse de leur méthode.
«L’une des principales forces de cette technique est son évolutivité», explique Ben Lanyon. «Alors que des expériences antérieures ont réussi à lier seulement deux ou trois qubits ioniques à des photons individuels, la configuration Innsbruck peut être étendue à des registres beaucoup plus importants, contenant potentiellement des centaines d’ions et plus.» Cela ouvre la voie à la connexion de processeurs quantiques entiers entre les laboratoires ou même les continents.
«Notre méthode est une étape vers la construction de réseaux quantiques plus grands et plus complexes», explique Marco Canteri, le premier auteur de l’étude. «Cela nous rapproche des applications pratiques telles que la communication quantique-sécurisation, l’informatique quantique distribuée et la détection quantique distribuée à grande échelle.»
Au-delà du réseautage, la technologie pourrait également faire progresser les horloges atomiques optiques, qui gardent le temps si précisément qu’ils perdraient moins d’une seconde sur l’âge de l’univers. Ces horloges pourraient être liées via des réseaux quantiques pour former un système de chronométrage mondial de précision inégalée.
L’œuvre, maintenant publiée dans Lettres d’examen physiquea été soutenu financièrement par le Fonds des sciences autrichiens FWF et l’Union européenne, entre autres, et démontre non seulement une étape technique, mais aussi un élément de construction clé pour la prochaine génération de technologies quantiques.