Les scientifiques réalisent un protocole d’écho photonique sans bruit – la clé de la communication quantique à longue distance

Abstract Physics Photonics Concept

Concept Physique Abstrait Photonique

Le professeur Chuanfeng Li et le professeur Zongquan Zhou de l’Université associée aux sciences et technologies de Chine (USTC) de la Chinese School of Sciences (CAS) ont soulevé de manière innovante et ont réalisé un processus d’écho lichtquant sans bruit (NLPE). La recherche de toute l’originalité a réduit le bruit particulier de 670 fois par rapport aux stratégies antérieures et a réalisé un stockage quantique solide avec une grande fidélité. Les résultats ont été publiés en Communication Nature .

Remarqué pour la première fois par Erwin Hahn en 1950, l’écho lichtquant est une interaction physique de base entre la lumière et l’émission ainsi qu’un dispositif essentiel pour la manipulation associée aux champs électromagnétiques. Néanmoins, l’émission de bruit naturel intense créé a le même taux de récurrence que le signal, il est vraiment impossible de les séparer tous en principe.
Les protocoles précédents, par exemple la brosse à fréquence atomique et le réveil associé à l’écho silencieux, n’éliminaient pas autant que nécessaire l’émission sonore spontanée.

Dans cette recherche, les chercheurs ont appliqué le protocole NLPE dans Eu3+ : Y2SiO5 pour servir de bon stockage quantique optique et ont appliqué le programme aromatique à quatre niveaux pour supprimer le bruit particulier.

Configuration expérimentale et histogramme de comptage de photons

Installation expérimentale et suivi de photon de l’histogramme. Crédit : Photo de MA Youzhi et al.

En rephasant le rythme cardiaque dans le système atomique à quatre niveaux, ils ont modifié l’émission sonore spontanée pour avoir une fréquence différente de la transmission. Il est donc beaucoup plus facile d’individualiser le signal dans l’émission de bruit. Même si d’autres bruits avaient été détectés dans une expérience utile, ils ont tous été estimés sans importance.

Les résultats des expériences ont montré le fait que le bruit était nul. 0015 photons, 670 fois moins que les résultats précédents. En outre, l’efficacité particulière du NLPE était plus de 3 fois supérieure à celle des protocoles antérieurs.

De plus, sa haute efficacité, sa plus grande fidélité et sa facilité d’exécution donnent droit au NLPE ainsi qu’à de magnifiques avantages en tant que protocole d’espace de mémoire quantique silencieux.

Ces avantages rapprochent un peu plus la conversation quantique à longue distance.

Référence : « Elimination of noise within Optically rephased lichtquant echos » par You-Zhi Ma, Ming Jin, Duo-Lun Chen, Zong-Quan Zhou, Chuan-Feng Li et Guang-Can Guo, 19 juillet 2021, Communication des personnages .
DOI : dix. 1038/s41467-021-24679-4

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