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Raman quantum memory demonstrates near-unity performance
Mémoire quantique Raman : performances quasi parfaites
Par Ingrid Fadelli, Phys.org
Édité par Gaby Clark, relu par Robert Egan
Notes des éditeurs
Dispositif expérimental de l'équipe. Crédit : APS, Physical Review Letters (2025). DOI : 10.1103/kbwj-md9n.
Ces dernières décennies, les physiciens et ingénieurs quantiques ont développé de nombreuses technologies exploitant les principes de la mécanique quantique pour repousser les limites de l'informatique classique. Parmi ces avancées, les mémoires quantiques se distinguent comme des dispositifs prometteurs pour le stockage et la restitution d'informations quantiques encodées dans la lumière ou d'autres supports physiques.
Pour être viable dans des applications concrètes, la mémoire quantique doit offrir à la fois une efficacité et une fidélité élevées. Autrement dit, elle doit être capable de stocker et de restituer la majeure partie de l'information quantique d'entrée (généralement plus de 90 %) et de garantir que l'état restitué corresponde étroitement à l'état original.
Il est à noter que la plupart des stratégies proposées jusqu'à présent pour développer des mémoires quantiques efficaces produisaient des fluctuations aléatoires indésirables (c'est-à-dire du bruit). Ces fluctuations pouvaient dégrader l'information quantique, réduisant ainsi la fidélité du système.
L'équipe conjointe dirigée par le professeur Weiping Zhang de l'Université Jiao Tong de Shanghai et le professeur Liqing Chen de l'Université normale de Chine orientale a récemment introduit une nouvelle approche pour contrôler les interactions atome-lumière lors du stockage d'informations quantiques. Grâce à cette technique, décrite dans un article de Physical Review Letters, ils ont démontré une mémoire quantique Raman présentant une efficacité de 94,6 %, un niveau de bruit très faible et une fidélité de stockage de l'information quantique de 98,91 %.
« Une mémoire quantique à l'efficacité et à la fidélité proches de l'unité est indispensable au traitement de l'information quantique », a déclaré Zhang à Phys.org. « Atteindre de telles performances constitue depuis longtemps un défi majeur dans ce domaine, motivant d'importants efforts de recherche et inspirant de nombreuses publications. Les principaux objectifs de ce travail étaient d'élucider la physique sous-jacente et de développer des approches pratiques pour la réalisation d'une mémoire quantique parfaite.»
Illustration décrivant la physique de la technique de cartographie atome-lumière par effet Raman. Crédit : APS, Physical Review Letters (2025). DOI : 10.1103/kbwj-md9n.
Une technique prometteuse guidée par les mathématiques
La mémoire quantique développée par Zhang et ses collègues exploite un type d'interaction atome-lumière, connu sous le nom de schéma Raman résonant à longue portée. Outre le stockage quantique, ce schéma offre également l'avantage d'une large bande passante, permettant à sa mémoire de stocker des signaux optiques beaucoup plus rapidement que les autres schémas.
Dans leur article, les chercheurs ont présenté une technique précise et robuste permettant de contrôler de manière adaptative une mémoire quantique jusqu'à atteindre la « perfection ». Cette technique repose sur le principe de la transformation spatio-temporelle atome-lumière, mathématiquement appelée transformation de Hankel.
« Fondamentalement, ce travail révèle pour la première fois le mécanisme physique sous-jacent à la transformation atome-lumière dans la mémoire quantique », a déclaré Zhang. « Concrètement, il s'agit d'une avancée majeure dans le développement d'une nouvelle méthode et d'une technique prometteuse pour atteindre un niveau de performance de référence en matière de mémoire quantique. »
Dépasser les limites des mémoires quantiques précédentes
À ce jour, les chercheurs ont appliqué leur nouvelle approche mathématique à une mémoire quantique Raman basée sur une vapeur chaude de rubidium-87 (⁸⁷Rb). Leur approche a permis de lever le goulot d'étranglement du compromis « efficacité-fidélité » qui empêchait jusqu'alors la réalisation de mémoires quantiques « parfaites ».
Ces travaux récents de Zhang et de ses collègues pourraient ainsi contribuer à la réalisation de mémoires quantiques toujours plus performantes. À l'avenir, ces mémoires pourraient ouvrir de nouvelles perspectives pour le développement de diverses autres technologies quantiques, notamment les communications quantiques longue distance, les ordinateurs quantiques et les systèmes de détection quantique distribués.
« Nos projets de recherche futurs comprennent, entre autres, l'étude de nouveaux principes physiques et l'intégration de cette mémoire dans des répéteurs quantiques pour des architectures informatiques quantiques tolérantes aux pannes et des réseaux quantiques », a ajouté Zhang.
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RESUME
Mémoire quantique Raman : performances quasi parfaites
Une mémoire quantique Raman utilisant un schéma de résonance lointaine a atteint une efficacité de 94,6 % et une fidélité de 98,91 %, surmontant ainsi les problèmes de bruit et de compromis efficacité-fidélité rencontrés précédemment. Cette approche exploite la cartographie spatio-temporelle atome-lumière via la transformée de Hankel, permettant un stockage et une récupération quantiques rapides et robustes, et ouvre des perspectives prometteuses pour les applications avancées de communication et d'informatique quantiques.
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COMMENTAIRES
Cet article est excitant a plus d un titre !
Voici lesquestions que me posent les élèves ;scientifiques ,historiques et meme parfois philosophiques !!!!
1/Unemoire quantique est-elle possible ?
Malgré des progrès impressionnants, les chercheurs continuent de travailler à leur mise en œuvre. La possibilité de créer une mémoire quantique basée sur l'échange par quants avec
des qubits photoniques a été démontrée .
2/Qui est Raman?
Reponse:Né le 7 novembre 1888 à Tiruchirapalli dans l'État de Madras (aujourd'hui le Tamil Nādu, en Inde), Chandrasekhara Venkata Raman fut le premier Prix Nobel scientifique asiatique.
La spectroscopie Raman s'applique a des structures symetriques tels l 4tude que j ai faite avec le fluor moléculaire F2 liquide
3Des scientifiques ont-ils réellement réussi à intriquer quantiquement un tardigrade vivant ?Réponse :non !
4 / Ou uve-t-on
ds tardigrades ?
Comme tout ourson d'eau qui se respecte, le tardigrade est avant tout un animal aquatique.
5/Tout ça c est du chinois ! Expliquer les choses plus simplement :Faut-il
dmystifier la physique quantique : Einstein n'y
crot pas !
Réponse :Einstein s’opposait à la nature probabiliste de la mécanique quantique. Il n’appréciait pas l’idée que les particules n’aient pas de propriétés définies tant qu’on ne les avait pas observées. D’où sa célèbre citation : « Dieu ne joue pas aux dés avec l’univers. »
/5Que disait Nikola Tesla à propos de la physique quantique ?
Nikola Tesla a dit un jour : « Si vous voulez percer les secrets de l’univers, pensez en termes d’énergie, de fréquence et de vibration.» Loin d’être une métaphore, cette intuition correspond de façon frappante aux découvertes de la physique moderne. À l’échelle quantique, la réalité n’est pas constituée de particules solides, mais de champs d’énergie vibrants ''
6/ Dans l'amour y a t il intrication quantique ???
Réponse;non !intrication au sens scict =communication instantanéé entre 2 ârticules
7/ Dezux jumeaux peuvent-ils être intriqués quantiquement ?
Les réponses d’apprentissage de type quantique de jumeaux monozygotes et leurs états mentaux mesurés par électroencéphalographie sont plus fortement corrélés dans des conditions d’intrication que dans des conditions expérimentales sans intrication
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More information: Jinxian Guo et al, Near-Perfect Broadband Quantum Memory Enabled by Intelligent Spin-Wave Compaction, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/kbwj-md9n . On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2505.02424
Journal information: Physical Review Letters , arXiv
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