Le plein potentiel d’un nouveau type d’amplificateur hyperfréquence en tant que puissante ressource pour le traitement de l’information quantique

Le plein potentiel d’un nouveau type d’amplificateur hyperfréquence en tant que puissante ressource pour le traitement de l’information quantique

"Squeezing and quantum state engineering with Josephson travelling wave amplifiers" dans la Revue scientifique Nature Partner Journals Quantum Information

Le groupe de recherche en information quantique mené par Alexandre Blais de l’Institut quantique montre le plein potentiel d’un nouveau type d’amplificateur hyperfréquence en tant que puissante ressource pour le traitement de l’information quantique.

L’amplificateur Josephson paramétrique à ondes progressives, aussi connu sous son acronyme anglais JTWPA, est un nouvel appareil électronique quantique permettant d’amplifier des signaux quantiques extrêmement faibles et avec une sensibilité avoisinant la limite permise par la mécanique quantique. Les résultats présentés dans l’article illustrent que l’appareil est bien plus qu’un simple amplificateur : il est possible de l’utiliser pour générer du rayonnement micro-onde intriqué tout en bénéficiant d’une grande flexibilité pour contrôler les propriétés et la structure d’intrication du rayonnement. Plus particulièrement, en faisant interférer soigneusement les signaux de multiples JTWPA, il est possible de générer le type d’intrication nécessaire au calcul quantique universel.

« Notre travail démontre que JTWPA récemment développé par nos collaborateurs de MIT et Berkeley est une ressource très puissante pour l’ingénierie quantique et le calcul quantique. Plus précisément, cet amplificateur peut être utilisé pour le calcul quantique universel. Par conséquent, notre proposition pourrait mener à la création d’ordinateurs quantiques de petite taille qui reposent sur de la technologie existante » explique Arne Grimsmo, postdoctorant dans le groupe d’Alexandre Blais et premier auteur de l’article. Il mentionne également que « la capacité de faire du calcul quantique universel suggère que le JTWPA peut être utilisé pour de nombreuses autres applications dans les domaines de la technologie quantique et des tâches spécialisées de traitement de l’information quantique. Nous montrons que le JTWPA risque de devenir une ressource puissante dans une variété de domaines, notamment l’amélioration quantique de la détection et de la mesure, la lecture et le contrôle des qubits, et les études fondamentales sur l’interaction de la lumière et de la matière dans les médias non linéaires structurés. »

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