Comment la lumière pilote la mémoire quantique la plus robuste jamais créée dans un diamant ✛ ✎ ✦

Pour la communication quantique, étudiée par l'optique quantique, il faut des particules capables de mémoriser l'information longtemps et de répondre à la lumière. Mais l'un empêche l'autre : soit la mémoire s'efface rapidement sous l'effet des perturbations extérieures, soit elle interagit trop faiblement avec la lumière. La solution vient d'un atome de nickel dans un diamant — ce minuscule défaut agit comme un coffre-fort à serrure photonique. La lumière l'ouvre et le referme, et ses parois sont si solides que les « secousses » thermiques ne parviennent pas à pénétrer à l'intérieur.

Le secret réside dans une géométrie interne particulière : les nuages électroniques autour du nickel créent une barrière d'énergie gigantesque, semblable à une haute digue qui brise même les plus fortes vagues thermiques (les phonons). Ainsi, même à la température de l'hélium liquide, à seulement un degré et demi au-dessus du zéro absolu, la superposition se maintient pendant un record de 1.27 millisecondes. Le tout est contrôlé exclusivement par la lumière — aucune onde radio.

Les expériences d'interférométrie, de spectroscopie et d'autres mesures quantiques ont confirmé : c'est le bit d'information quantique entièrement optique le plus robuste jamais observé, et son comportement obéit aux lois découvertes par Bell et Aspect pour les particules intriquées.