By Sandra Helsel publié le 09 sept. 2022
Brèves quantiques du 9 septembre commencer par expliquer comment des bouteilles en plastique écrasées pourraient créer des nanodiamants pour les capteurs quantiques, suivi d'une nouvelle méthode de cryptographie quantique indépendante de l'appareil qui pourrait fournir un chiffrement plus sécurisé. Le Commonwealth du Massachusetts accorde une subvention de R&D de 3.5 millions de dollars pour la nouvelle installation quantique de la Northeastern University, troisième et PLUS
Des bouteilles en plastique écrasées pourraient créer des nanodiamants pour les capteurs quantiques
Une équipe de recherche a utilisé des flashs laser pour simuler l'intérieur des planètes de glace, stimulant un nouveau processus de production du type de diamants minuscules qui sont essentiels pour les capteurs quantiques. La recherche et ses implications ont été rapportées dans Ingénierie et technologie (E&T) et résumé ici.
L'équipe internationale, dirigée par le Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), l'Université de Rostock et l'École polytechnique française, a mené une nouvelle expérience pour déterminer ce qui se passe à l'intérieur des planètes de glace telles que Neptune et Uranus.
Les chercheurs ont tiré un laser sur un mince film de plastique PET simple et ont étudié ce qui s'est passé en utilisant des flashs laser intensifs. L'un des résultats a été que les chercheurs ont pu confirmer qu'il «pleut vraiment des diamants» à l'intérieur des géantes de glace à la périphérie de notre système solaire.
Cette méthode pourrait établir une nouvelle façon de produire des nanodiamants, qui sont nécessaires, par exemple, pour les capteurs quantiques hautement sensibles. Le groupe a présenté ses conclusions dans la revue Science Advances.
Les conditions à l'intérieur des planètes géantes glacées telles que Neptune et Uranus sont extrêmes : les températures atteignent plusieurs milliers de degrés Celsius et la pression est des millions de fois supérieure à celle de l'atmosphère terrestre. Néanmoins, de tels états peuvent être simulés brièvement en laboratoire : de puissants éclairs laser frappent un échantillon de matériau semblable à un film, le chauffent jusqu'à 6,000 XNUMX °C en un clin d'œil et génèrent une onde de choc qui comprime le matériau pendant quelques nanosecondes. à un million de fois la pression atmosphérique.
les géantes de glace contiennent non seulement du carbone et de l'hydrogène, mais aussi de grandes quantités d'oxygène. Lors de la recherche d'un matériau de film approprié, le groupe est tombé sur une substance de tous les jours : le PET, la résine à partir de laquelle les bouteilles en plastique ordinaires sont fabriquées. "Le PET a un bon équilibre entre le carbone, l'hydrogène et l'oxygène pour simuler l'activité des planètes de glace", a déclaré Kraus.
L'expérience ouvre également des perspectives pour une application technique : la production sur mesure de diamants de taille nanométrique, déjà présents dans les abrasifs et les agents de polissage. À l'avenir, il est prévu qu'ils seront utilisés comme capteurs quantiques très sensibles.
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Une nouvelle méthode de cryptographie quantique indépendante de l'appareil pourrait fournir un chiffrement plus sécurisé
Des chercheurs de l'Université nationale de Singapour (NUS) ont développé un nouveau protocole pour QKD ou DIQKD indépendant de l'appareil. Quantum News Briefs résume les ActualitésOffre couverture ci-dessous.
Dans le cas de QKD ou DIQKD indépendant de l'appareil, le protocole cryptographique ne dépend pas de l'appareil utilisé. Pour l'échange de quantum clés mécaniques, soit des signaux lumineux sont envoyés au récepteur par l'émetteur, soit des systèmes quantiques intriqués sont utilisés. deux paramètres de mesure pour la génération de clés sont utilisés plutôt qu'un seul. "En introduisant le paramètre supplémentaire pour la génération de clés, il devient plus difficile d'intercepter les informations, et donc le protocole peut tolérer plus de bruit et générer des clés secrètes même pour les états intriqués de qualité inférieure", a affirmé Valérie Plante. Charles Lim de NUS. Lim est également l'un des auteurs de l'étude.
Dans les méthodes QKD classiques, la sécurité peut être garantie lorsque les dispositifs quantiques utilisés ont été bien caractérisés. "Ainsi, les utilisateurs de ces protocoles doivent se fier aux spécifications fournies par les fournisseurs de QKD et être sûrs que l'appareil ne basculera pas dans un autre mode de fonctionnement pendant la distribution de la clé", a expliqué Tim van Leent, l'un des auteurs principaux.
Les chercheurs espèrent que leur méthode aidera désormais à générer des clés secrètes avec des appareils non caractérisés et peu fiables. Ils visent maintenant à étendre le système et à incorporer plusieurs paires d'atomes intriqués.
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Le Commonwealth du Massachusetts accorde une subvention de R&D de 3.5 millions de dollars pour la nouvelle installation quantique de la Northeastern University
L'administration Baker-Polito du Massachusetts a annoncé une nouvelle subvention de 3.5 millions de dollars pour les Experiential Quantum Advancement Laboratories (EQUAL), un projet de près de 10 millions de dollars visant à faire progresser les secteurs émergents de la détection quantique et des technologies connexes dans l'État. Quantum News Briefs partage les points clés de l'annonce ci-dessous.
Le projet dirigé par Northeastern établira de nouveaux partenariats et tirera parti de plusieurs partenariats en cours avec des établissements universitaires et des partenaires de l'industrie. L'objectif est de développer des technologies quantiques de prochaine génération, de stimuler la formation en science et ingénierie de l'information quantique pour les étudiants et les travailleurs, et d'établir des partenariats plus étroits entre l'industrie et le gouvernement autour de la détection quantique et des technologies connexes.
Le nouveau prix, du programme de subventions de contrepartie pour la recherche et le développement collaboratifs du Commonwealth, géré par l'Institut d'innovation du Massachusetts Technology Collaborative (MassTech), fera progresser les sciences de l'information quantique, un domaine prioritaire pour le Fonds de R&D. L'investissement ciblé a un fort potentiel d'impacts économiques à court terme, notamment la création de nouveaux emplois et la croissance des revenus chez les partenaires industriels, dont plusieurs ont assisté à l'annonce de mercredi.
La subvention soutiendra le développement de nouveaux capteurs quantiques ultrasensibles à température ambiante, des installations qui fourniront une capacité vitale et unique dans l'État. En se concentrant sur les capteurs, qui sont moins exigeants sur le plan technique que le développement d'ordinateurs quantiques entiers, Northeastern entreprend des recherches qui offrent des voies viables de commercialisation dans les deux à cinq prochaines années.
Le projet mettra fortement l'accent sur la formation de la main-d'œuvre, répondant au besoin croissant de travailleurs connaissant les sciences de l'information quantique. Voir le communiqué de presse complet ici.
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De nouvelles batteries quantiques stables peuvent stocker de manière fiable l'énergie dans les champs électromagnétiques
Les technologies quantiques ont besoin d'énergie pour fonctionner. Cette simple considération a conduit les chercheurs, ces dix dernières années, à développer l'idée des batteries quantiques, qui sont des systèmes de mécanique quantique utilisés comme dispositifs de stockage d'énergie. Dans un passé très récent, des chercheurs du Centre de Physique Théorique des Systèmes Complexes (PCS) au sein du Institut des sciences fondamentales (IBS), la Corée du Sud a pu imposer des contraintes strictes sur les performances de charge possibles d'une batterie quantique. Spécifiquement, ils ont montré qu'une collection de batteries quantiques peut conduire à une énorme amélioration de la vitesse de charge par rapport à un protocole de charge classique. C'est grâce aux effets quantiques, qui permettent aux cellules des batteries quantiques d'être chargées simultanément.
Malgré ces acquis théoriques, les réalisations expérimentales de batteries quantiques sont encore rares. Le seul contre-exemple notable récent utilisé une collection de systèmes à deux niveaux (très similaires aux qubits qui viennent d'être introduits) à des fins de stockage d'énergie, l'énergie étant fournie par un champ électromagnétique (un laser).
Compte tenu de la situation actuelle, il est clairement de la plus haute importance de trouver de nouvelles plateformes quantiques plus accessibles pouvant être utilisées comme batteries quantiques. Forts de cette motivation, des chercheurs de la même équipe IBS PCS, en collaboration avec Giuliano Benenti (Université d'Insubria, Italie), ont récemment décidé de revisiter un système de mécanique quantique très étudié par le passé : le micromaser. Micromaser est un système où un faisceau d'atomes est utilisé pour pomper des photons dans une cavité. En termes simples, un micromaser peut être considéré comme une configuration spéculaire au modèle expérimental de batterie quantique mentionné ci-dessus : l'énergie est stockée dans le champ électromagnétique, qui est chargé par un flux de qubits interagissant séquentiellement avec lui.
Les chercheurs d'IBS PCS et leur collaborateur ont montré que les micromasers ont des caractéristiques qui leur permettent de servir d'excellents modèles de batteries quantiques. L'une des principales préoccupations lorsque l'on essaie d'utiliser un champ électromagnétique pour stocker de l'énergie est qu'en principe, le champ électromagnétique pourrait absorber une énorme quantité d'énergie, potentiellement bien plus que ce qui est nécessaire.
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Sandra K. Helsel, Ph.D. fait des recherches et des rapports sur les technologies de pointe depuis 1990. Elle est titulaire d'un doctorat. de l'Université de l'Arizona.
