Une expérience concluante dans l’avancée de l’informatique quantique

Des physiciens de l’Université de Sherbrooke ont participé à une expérience qui permettra d’améliorer le circuit qui sera peut-être à la base du futur ordinateur quantique, soit le bus quantique. Un tel bus avait été inventé il y a quelques années par l’équipe du professeur Alexandre Blais pour relier ensemble les composants d’un même ordinateur quantique fabriqués sur un même circuit.

«Cette fois-ci, il sera possible de faire interagir plusieurs bus quantiques entre eux, tout en préservant l’information sous forme quantique afin de développer l'architecture de cet ordinateur révolutionnaire», dit le chercheur.

Communication quantique envisageable

L’expérience concluante a été menée sur une structure microfabriquée qui semble être idéale pour construire un ordinateur quantique. Non seulement deux particules de lumière, appelées photons, ont été emprisonnées, mais elles ont circulé dans des guides d’ondes supraconducteurs. Ces derniers jouent le même rôle que la fibre optique mais pour les photons de fréquences micro-ondes.

Nature Physics a publié en mai ces travaux du physicien Alexandre Blais et du postdoctorant Matthew Woolley, de la Faculté des sciences de l’UdeS, et de l’équipe d’Andreas Wallraff, professeur à la Swiss Federal Institute of Technology de Zurich.

Au cours de l’expérience, les chercheurs ont observé un comportement étrange : «Lorsque deux photons arrivent en même temps sur un miroir semi-transparent, précise Alexandre Blais, ils sont réfléchis, mais plutôt que de partir chacun de leur côté, ils ont tendance à rester ensemble. C’est cette étrange propriété quantique qui a été observée, dans un circuit électrique.» Les physiciens concluent qu’il existe une interaction entre les photons.

«Ce succès permet d’envisager l’envoi d’informations d’un système vers un autre. Ces résultats sont importants pour le développement des ordinateurs quantiques et la communication quantique en général», souligne Alexandre Blais, professeur au Département de physique.

En principe, rien n’empêche de produire ces circuits dès maintenant. Les scientifiques pourraient alors envoyer les photons aussi loin et de façon aussi performante qu’on envoie de la lumière dans une fibre optique pour établir un lien Internet haute vitesse, par exemple. Mais ils devront franchir un obstacle majeur : pour l’instant, ces circuits quantiques fonctionnent seulement à basse, très, très basse température.