Les scientifiques chinois repoussent les limites : un record mondial avec cette lumière piégée pendant plus d’une heure dans un laboratoire

Les avancées scientifiques ne cessent de repousser les limites de ce qui est possible, et la récente prouesse réalisée par des chercheurs de l’Académie de Beijing des Sciences de l’Information Quantique (BAQIS) en est un excellent exemple. Ces scientifiques ont établi un nouveau record mondial en réussissant à stocker des informations basées sur la lumière pendant une durée impressionnante de 4 035 secondes, soit plus d’une heure. Ce développement marque un tournant majeur dans la recherche sur le stockage de la lumière, un défi qui a longtemps captivé les esprits scientifiques à travers le monde.

Comprendre le processus de stockage de la lumière

Traditionnellement, stocker la lumière a toujours été une tâche ardue. Les photons, qui sont les particules fondamentales de la lumière, se déplacent à des vitesses incroyables, ce qui les rend extrêmement difficiles à capturer et à conserver. Avec la technologie actuelle, il est pratiquement impossible de stocker directement ces photons en mouvement. Cependant, les chercheurs de BAQIS ont trouvé une solution innovante à ce problème.

Ils ont converti les signaux lumineux en signaux sonores, qui se déplacent beaucoup plus lentement et sont donc plus faciles à manipuler et à stocker. Li Tiefu, un des chercheurs de l’équipe, a expliqué que les photons peuvent être imaginés comme de minuscules billes se déplaçant à haute vitesse. Lorsqu’ils entrent en collision avec un film mince, leur amplitude, leur fréquence et d’autres informations sont converties en signaux sonores. En stockant ces signaux sonores dans un film de carbure de silicium monocristallin, les chercheurs ont pu réaliser le stockage de la lumière, franchissant ainsi un obstacle majeur dans ce domaine de recherche.

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Surmonter les limitations antérieures

Cette approche innovante surpasse les tentatives précédentes qui s’appuyaient sur des matériaux comme l’aluminium métallique et le nitrure de silicium. Ces matériaux souffrent de pertes internes importantes et ne peuvent maintenir des vibrations que pendant une fraction de seconde, ce qui limite considérablement la durée de stockage de la lumière. En revanche, le carbure de silicium monocristallin offre des propriétés supérieures, notamment une stabilité de fréquence exceptionnelle et des pertes internes minimales.

Grâce à une fréquence mécanique extrêmement stable, ce matériau permet de ralentir la lumière de manière réglable, avec des retards de groupe qui s’étendent jusqu’à une durée impressionnante d’une heure. De plus, le film de carbure de silicium monocristallin fonctionne même à des températures extrêmement basses, garantissant une excellente thermalisation à des niveaux de millikelvin. Cela résulte en une stabilité de fréquence exceptionnelle et une déphasage pur extrêmement faible, ouvrant la voie à des avancées encore plus significatives dans le stockage de la lumière.

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Applications pour l’informatique quantique

Les applications potentielles de cette avancée sont vastes. La capacité à stocker de la lumière sur de longues périodes pourrait révolutionner l’informatique quantique et permettre le développement d’ordinateurs quantiques plus puissants et plus efficaces. Contrairement aux ordinateurs classiques, les ordinateurs quantiques exploitent les principes de la mécanique quantique pour effectuer des calculs complexes à des vitesses sans précédent.

Les chercheurs se concentrent désormais sur l’extension de la durée de stockage, l’augmentation de la densité d’information et l’amélioration de la compatibilité avec d’autres technologies quantiques. Dans le domaine du traitement de l’information quantique, contrôler et dissiper la chaleur générée par les dispositifs quantiques est crucial pour maintenir la cohérence quantique, soulignant encore plus l’importance de cette découverte.

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Propriétés uniques du carbure de silicium

Le carbure de silicium, utilisé dans cette recherche, est reconnu pour ses propriétés thermiques et mécaniques exceptionnelles. Sa haute conductivité thermique et son stress en plan en font un candidat idéal pour le développement d’oscillateurs mécaniques de haute qualité. Les cristaux de carbure de silicium cubique assurent une thermalisation efficace à des températures très basses, ce qui se traduit par une stabilité remarquable de fréquence et une déphasage pur minime.

Ces caractéristiques uniques permettent de réaliser des avancées significatives dans le stockage de la lumière, qui était auparavant limité par les pertes matérielles internes des matériaux utilisés. L’utilisation du carbure de silicium monocristallin a permis de surmonter ces limitations, ouvrant la voie à de nouvelles possibilités dans la capture et le stockage d’informations lumineuses.

Alors que la science continue de repousser les frontières du possible, cette avancée dans le stockage de la lumière pose de nouvelles questions passionnantes. Comment cette technologie pourrait-elle transformer notre approche de l’informatique quantique et quelles autres découvertes révolutionnaires nous attendent dans cette ère de progrès scientifique accéléré ?

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