Des chercheurs de la faculté de physique de l'Université de Vilnius ont développé un modèle théorique qui utilise la lumière pour « pré-programmer » des atomes sans avoir besoin de champs magnétiques externes.
Selon le concept des auteurs, la lumière « programme » d'abord les atomes, puis le milieu atomique pré-préparé modifie la forme et la polarisation des faisceaux laser complexes.
Au cœur du modèle se trouvent des vortex optiques : des faisceaux avec une structure de front d'onde en spirale, où l'intensité tombe à zéro dans le « noyau ». La taille de la région sombre est déterminée par la charge topologique, qui « n'est pas limitée et peut prendre n'importe quelle valeur entière positive ou négative ».
En pratique, jusqu'à 10 000 états différents peuvent être obtenus — et l'information peut être codée dans des qudits plutôt que dans un système de qubit à deux états.
Pour contrôler les vortex vectoriels, les chercheurs ont examiné l'interaction d'un faisceau avec un gaz atomique dans lequel les atomes ont trois niveaux d'énergie. Dans le modèle, le milieu préparé hérite du motif spatial de la lumière : dans certaines régions, les atomes absorbent la radiation plus fortement, dans d'autres, ils deviennent presque transparents. Ensuite, le retour d'information commence — la réponse atomique reconstruit le faisceau lui-même.
Au lieu d'une simple structure en anneau, un motif en pétale apparaît avec plusieurs régions brillantes autour du centre — la structure de polarisation elle-même change également. Auparavant, un tel contrôle nécessitait généralement des champs magnétiques externes puissants et un équipement complexe.
Théoriquement, ce développement ouvre la voie à des processeurs quantiques plus rapides, des réseaux de communication quantique hautement sécurisés et des capteurs optiques ultra-précis.
Pour rappel, le 17 juin, l'un des seize laboratoires nationaux du Département de l'énergie des États-Unis, les Laboratoires nationaux Sandia, et le développeur d'ordinateurs quantiques Quantinuum ont publié un article évalué par des pairs sur l'ordinateur quantique à 98 qubits Helios.
Source : ForkLog
