En bref
Des chercheurs ont découvert que la lumière du soleil peut être utilisée dans la technologie quantique, comme la communication sécurisée et l’informatique avancée, sans recourir aux coûteux lasers. Cela signifie que l’énergie solaire abondante pourrait rendre ces technologies plus efficaces et moins chères.
Une nouvelle ère pour la physique quantique
Les scientifiques ont récemment prouvé que la lumière du soleil peut être une source efficace pour produire l’intrication quantique, un concept clé en mécanique quantique. Cette découverte pourrait permettre le développement de nouvelles applications quantiques, comme les communications sécurisées et l’informatique quantique, en utilisant la lumière du soleil plutôt que des lasers, ce qui pourrait économiser de l’énergie et réduire les coûts.
Le défi traditionnel de la lumière incohérente
Il a longtemps été pensé que pour produire une forte intrication entre les photons, il fallait utiliser de la lumière cohérente, où les ondes sont synchronisées. C’est pourquoi les lasers sont généralement utilisés, car ils génèrent une lumière cohérente avec des couleurs spécifiques. Cependant, une équipe de chercheurs de l’université d’Ottawa a commencé à remettre en question cette idée avec leurs expériences sur la lumière incohérente comme celle des LED.
Les chercheurs ont réussi à démontrer que la lumière incohérente peut également produire des photons intriqués. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives, car les photons peuvent être intriqués dans certaines propriétés même s’ils ne sont pas synchronisés dans d’autres.
Produire des photons intriqués avec la lumière du soleil
Les chercheurs ont basé leur expérience sur un processus optique connu sous le nom de conversion paramétrique spontanée descendante (SPDC), où les photons dans un cristal non linéaire se transforment en paires pouvant devenir intriquées quantiquement. Au lieu d’utiliser une pompe laser traditionnelle, les chercheurs ont utilisé la lumière du soleil comme source pour ce processus.
Ils ont défié l’idée traditionnelle que la lumière du soleil, en raison de son large spectre et de la dispersion de ses directions, ne pouvait être une source efficace d’intrication quantique. Cependant, ils ont réussi à ajuster le système de manière à ce que les photons ignorent les différences de couleur et de direction, se concentrant uniquement sur la direction de vibration.
Surmonter les obstacles techniques
Collecter suffisamment de lumière solaire pour la diriger vers le petit cristal non linéaire représentait un défi majeur. Pour résoudre ce problème, une équipe de l’Institut Max Planck a développé un concentrateur solaire en verre qui recueille efficacement la lumière et la dirige vers le cristal.
Cette innovation a permis aux chercheurs de mener une expérience en extérieur, prouvant que les photons générés montraient des corrélations quantiques dépassant les limites de la physique classique, confirmant ainsi le succès de l’expérience.
Conclusion
Cette étude représente une avancée majeure vers l’utilisation de la lumière du soleil comme source d’énergie dans les applications quantiques, ouvrant de nouvelles perspectives pour le développement de technologies plus efficaces et moins coûteuses. Cela pourrait conduire à une diffusion plus large de la technologie quantique à l’avenir, contribuant à des progrès significatifs dans des domaines tels que les communications et l’informatique.