Des atomes intriqués dans l'espace : un nouveau type de lien quantique express
En général, l'intrication quantique relie des propriétés internes, mais ici, pour la première fois, ce sont les positions de deux atomes qui sont intriquées. Comme un couple de danseurs, le mouvement de l'un n'est possible que si le partenaire se fige — mais qui bougera exactement est inconnu à l'avance en raison de l'incertitude quantique.
Le secret réside dans des atomes géants : lors d'une spectroscopie laser précise, un électron s'élève sur une orbite lointaine et l'atome gonfle des milliers de fois. Ces atomes gonflés se repoussent puissamment et ne peuvent pas être excités simultanément. Dans l'expérience, une impulsion laser voyageant à la vitesse de la lumière poussait un atome. Si celui-ci devenait géant, le second se figeait — et vice versa. Ainsi naissait l'intrication des positions : l'un est déplacé, l'autre non, mais lequel reste indéterminé.
La distance entre les positions possibles est de plusieurs centaines de micromètres. Pour des atomes, c'est comme si deux personnes étaient séparées de plusieurs kilomètres. Cette intrication spatiale promet de devenir un pont entre les éléments quantiques stationnaires et les particules de lumière en vol dans les réseaux du futur.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2607.07167
Entanglement between two spatially separate matter particles can be generated via many means and often resides in the internal states of particles. Here, via Rydberg blockade in two spatially separate neutral atoms, we find that the photon recoil in Rydberg excitation can push one atom microns away provided the other atom exerts a state-dependent Rydberg-mediated blockade. When the atoms are recaptured by optical traps, a position-position entangled state between two spatially separate atoms can emerge. This realizes a Bell state of two atoms, where the entanglement exists in the position of each atom and the distance between the two possible locations of each atom can be in the hundred-micron regime.
Entre les atomes de Rydberg agissent des forces comparables à la gravité de petits corps — et ce, malgré leur nature purement électrique.