L'équipe du professeur Lin Yiheng de l'Université des sciences et technologies de Chine, en collaboration avec le professeur Yuan Haidong de l'Université chinoise de Hong Kong, a réalisé une avancée majeure dans le domaine de l'information quantique. Grâce à une méthode innovante d'ingénierie dissipative, l'équipe a réussi à générer des états d'intrication quantique multibodique à deux, trois et cinq modes.
L'intrication multimode, en tant que ressource clé pour le calcul quantique, la communication et la détection, fait face depuis longtemps au défi de la préparation stable en raison des interférences du bruit environnemental. Les méthodes traditionnelles nécessitent une isolation stricte des systèmes quantiques pour minimiser les effets dissipatifs, mais cette recherche propose une nouvelle approche : transformer la dissipation en ressource. En manipulant précisément les ions piégés à l'aide de lasers, l'équipe a réalisé un couplage contrôlé entre les spins dissipatifs et les modes vibratoires, faisant de l'état quantique cible l'état stable unique du système. Cette conception permet aux autres états d'évoluer spontanément vers l'état stable, améliorant significativement l'utilité et la portée d'application de la technologie.
Dans les expériences, l'équipe a réussi à préparer des états d'intrication comprimés à deux, trois et cinq modes à partir d'un état thermique initial, avec une fidélité dépassant 84 %. En mesurant les corrélations quantiques entre les modes et en appliquant le critère d'inséparabilité de van Loock-Guzel, ils ont vérifié les véritables caractéristiques d'intrication multibodique. Cette méthode, grâce à un contrôle précis du couplage entre les modes de mouvement des ions et leurs états internes, peut être étendue à davantage d'ions et de modes vibratoires.
La généralité de la méthode d'ingénierie dissipative souligne sa valeur. La recherche indique que cette technologie est non seulement applicable à la plateforme des pièges à ions, mais peut également être étendue à des systèmes physiques variés tels que les cavités supraconductrices, les ensembles atomiques et les systèmes nanomécaniques, offrant une solution universelle pour l'ingénierie des technologies quantiques. À mesure que les technologies quantiques évoluent vers l'intégration systémique, la méthode de génération d'intrication basée sur la dissipation deviendra un pilier clé pour construire des systèmes de traitement d'information quantique stables, jouant un rôle important dans le calcul quantique et l'estimation multiparamétrique.
