Un nœud quantique se produit entre deux condensats Bose-Einstein physiquement séparés

2018/04/26 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Représentation du noeud quantique obtenu entre deux nuages générés à partir d'un seul condensat, Bose-Einstein. Ed. Iagoba Apellaniz/UPV

La revue Science révèle une nouvelle expérience de physique quantique qui a obtenu l'enchevêtrement quantique entre deux nuages d'atomes ultra-rapides. Ces nuages atomiques sont appelés condensés Bose-Einstein. Ils étaient séparés dans l'espace, mais comme ils ont réussi à les maintenir quantiquement compliqués, les groupes de particules ont perdu leur individualité et ont vu agir comme une seule entité. Ainsi, tout changement dans l'une des particules produit une réaction immédiate dans l'autre.

Les membres du département de physique théorique et d'histoire de la science de l'UPV-EHU, ainsi que les chercheurs de l'Université de Hanovre, ont réalisé ce complexe quantique. Pour créer un enchevêtrement quantique entre les nuages de particules, au lieu d'utiliser comme jusqu'à présent les nuages de particules incohérentes et thermiques, ils ont utilisé expérimentalement les nuages d'atomes qui étaient dans l'état appelé condensé de Bose-Einstein. Selon Géza Toth Quantum Information Theory and Quantum, leader du groupe Metrology, « Pour obtenir des condensats Bose-Einstein, il est nécessaire de refroidir à des températures très basses, près du zéro absolu. À cette température, tous les atomes sont dans un état quantique très cohérent ; d'une certaine façon, ils sont tous dans la même position dans l'espace. Dans cet état d’agrégation se produit un enchevêtrement quantique entre les atomes de l’ensemble” Malgré la séparation physique des deux nuages, ils ont pu démontrer que les deux nuages restaient compliqués entre eux.

« L'enchevêtrement quantique est fondamental pour son application dans l'informatique quantique, puisqu'il permet de résoudre certaines tâches beaucoup plus vite que dans l'informatique classique », explique Géza Toth. La démonstration qu'un entrelacement quantique peut se produire entre deux ensembles de condensats Bose-Einstein permet d'améliorer de nombreux domaines utilisant la technologie quantique, comme l'informatique quantique, la simulation quantique et la métrologie quantique. De grandes quantités de particules emmêlées sont nécessaires dans toutes ces applications. « L’avantage d’utiliser des atomes froids est la possibilité de créer des situations étroitement compliquées, avec un certain nombre de particules de divers ordres de grandeur supérieurs à ceux existant dans d’autres systèmes physiques, ce qui peut aussi être la base de l’informatique quantique à grande échelle », a déclaré le chercheur.