KultureGeek Science Stockage de la lumière : un record mondial de plus d’une heure propulse la mémoire quantique

Science

Stockage de la lumière : un record mondial de plus d’une heure propulse la mémoire quantique

17 Sep. 2025 • 13:05

Des chercheurs de l’Académie pékinoise des sciences de l’information quantique (BAQIS) ont conservé des informations sous forme de lumière pendant 4035 secondes. Ce jalon (plus d’une heure de stockage) change d’échelle et confirme que la lumière peut, dans certaines conditions, devenir un support de mémoire exploitable pour l’informatique quantique et les réseaux quantiques de demain.

Stockage Lumiere

Sommaire

Pourquoi le stockage de la lumière est si difficile

La lumière transporte l’information via des photons, des particules sans masse qui filent à la vitesse limite de l’Univers. Cette rapidité fait la force des communications optiques, mais c’est aussi l’ennemi d’une mémoire stable : à la différence des électrons confinés dans un transistor, les photons traversent un dispositif sans s’y « poser ». À cela s’ajoute une autre contrainte : même si l’on parvient à les ralentir, il faut préserver leur cohérence (phase, fréquence, polarisation) pour que l’information restituée soit fidèle. Les dispositifs expérimentaux réussissaient jusqu’ici des stockages ultracourts, souvent fragmentaires, insuffisants pour une exploitation à grande échelle.

Image Baquis

La percée : convertir l’optique en acoustique pour créer une mémoire

Pour franchir ce plafond de verre, l’équipe a choisi une stratégie élégante : convertir temporairement l’information lumineuse en une excitation mécanique, autrement dit en « son ». En physique, cela revient à transférer l’état d’un champ optique vers une vibration du réseau cristallin (un phonon) au sein d’un matériau spécialement choisi. Comme ces ondes mécaniques évoluent des millions de fois plus lentement que la lumière et peuvent être confinées très efficacement, elles constituent une « mémoire tampon » idéale avant reconversion en photon à la demande.

Un film de carbure de silicium monocristallin au cœur du dispositif

Le support retenu est un film de carbure de silicium (SiC) monocristallin, réputé pour ses faibles pertes internes, sa stabilité de fréquence et sa compatibilité avec les procédés micro-fabrication. Deux propriétés clés en font un candidat de premier plan :

Un facteur de qualité mécanique élevé : la vibration persiste longtemps avant de s’amortir, ce qui prolonge la durée de stockage.
Un couplage optomécanique efficace : l’échange d’information entre lumière et vibration est réversible et précis, condition sine qua non pour relire ce qui a été écrit.

En pratique, l’impulsion optique incidente « écrit » l’information dans le mode acoustique du film ; après une durée programmée, un second signal déclenche la « lecture » et reconvertit la vibration en lumière, avec l’information intacte.

4 035 secondes : changer d’échelle, changer de perspective

Le résultat — plus d’une heure de rétention avec maintien de la stabilité fréquentielle à très basse température — dépasse nettement les précédents records, souvent limités à des fractions de seconde ou quelques minutes selon les plateformes. Ce saut quantitatif entraîne un basculement qualitatif : on peut désormais envisager des protocoles complets (écriture, conservation, lecture) cohérents avec les exigences d’un réseau quantique distribué, où les photons doivent parfois « attendre » que d’autres nœuds fassent leur part du travail.

Ce que cela change pour l’informatique et les réseaux quantiques

Les applications se déclinent immédiatement :

Mémoires quantiques photoniques : pièces manquantes de l’ordinateur quantique photoniques, elles permettent d’aligner temporellement des ressources, de synchroniser des portes logiques et de lisser les aléas d’émission.
Répéteurs quantiques longue distance : une mémoire robuste est indispensable pour la distribution d’intrication sur des centaines de kilomètres, en « gardant » un état quantique pendant que d’autres liens se stabilisent.
Cryptographie quantique : le stockage contrôlé des états lumineux améliore les schémas de buffering et de multiplexage temporel, augmentant le débit et la résilience des liaisons.
Capteurs et métrologie : conserver une phase ou une fréquence de référence de manière ultra-stable ouvre la voie à des mesures plus sensibles et moins sensibles au bruit environnemental.

Limites actuelles et pistes d’optimisation

Un record de durée ne fait pas à lui seul un produit industriel. Plusieurs chantiers sont déjà identifiés :

Multimode et densité d’information : stocker non pas un seul, mais plusieurs canaux temporels ou spectraux en parallèle, sans diaphonie, pour augmenter le débit utile.
Température de fonctionnement : la démonstration s’appuie sur des conditions cryogéniques. Réduire la dépendance au froid tout en préservant la cohérence est crucial pour l’intégration terrain.
Intégration sur puce : marier cette mémoire optomécanique avec des circuits photoniques (guides d’onde, filtres, modulateurs) afin de bâtir des systèmes compacts et compatibles avec la photonique sur silicium.
Efficacité d’écriture/lecture : améliorer le taux de récupération (retrieval efficiency) et la fidélité, afin de minimiser les pertes d’information à chaque conversion.

Pourquoi le carbure de silicium change la donne

Au-delà de la performance brute, le choix du SiC est stratégique. Ce matériau possède une maturité industrielle (optoélectronique de puissance, LED, capteurs) et un écosystème de fabrication déjà rodé. Sa compatibilité avec des centres de couleur (défauts atomiques utilisables comme qubits) autorise, à terme, des architectures hybrides où défauts électroniques, photons et phonons se partagent la tâche : calcul local, transport d’information et stockage temporaire.

Ce que les lecteurs High-Tech doivent retenir

Le véritable message derrière « 4 035 secondes » n’est pas qu’un chronomètre a tourné plus longtemps : c’est la validation d’un paradigme d’ingénierie — convertir la lumière en vibration puis la reconvertir avec précision — sur une plateforme matérielle réaliste. L’écosystème quantique a besoin de briques polyvalentes : sources de photons indistinguables, circuits photoniques, détecteurs efficaces… et désormais, des mémoires optomécaniques crédibles. En combinant durée de stockage, stabilité et perspectives d’intégration, ce travail rapproche l’idée de réseaux quantiques opérationnels et d’une informatique photonique plus modulaire.

La suite : de la preuve de concept au déploiement

Les prochaines étapes sont claires : passer du démonstrateur au pilot intégrable, prouver le fonctionnement en multiplexage (plusieurs paquets d’information conservés simultanément), valider la compatibilité avec les longueurs d’onde télécom, et documenter la robustesse en conditions réelles (vibrations, cycles thermiques, vieillissement). Si ces verrous s’ouvrent, les acteurs des télécoms, du cloud et de la cybersécurité disposeront d’une nouvelle classe de composants pour leurs routes optiques.

En un mot, transformer la lumière en son pour mieux la retrouver relève moins du tour de magie que de l’architecture système : c’est l’art d’accorder des échelles de temps incompatibles. Avec ce record, la mémoire photonique quitte la capsule de laboratoire pour entrevoir le monde industriel. Reste à orchestrer les dernières pièces pour que la symphonie quantique se joue hors des salles blanches.

SOURCENature

Signaler une erreur dans le texte

Vous utilisez Google Actualités ? Suivez KultureGeek pour ne rien rater de l'actu High-Tech !

Les sujets liés à ces tags pourraient vous interesser

2 commentaires pour cet article :

Xero(via l'app )
17 Sep. 2025 • 14:05

Info très intéressante, mais loin d’être fraîche. J’ai trouvé des articles datant du mois de mars de cette année.
- Répondre
- Djib's
  17 Sep. 2025 • 14:10
  
  Effectivement j’ai vu la date après avoir quasiment terminé l’article. j’ai décidé de la publier parce qu’elle etait intéressante
  - Répondre

Laisser un commentaire

Sauvegarder mon pseudo et mon adresse e-mail pour la prochaine fois.

Fils des commentaires

Quelques règles à respecter :

1. Restez dans le sujet de l'article
2. Respectez les autres lecteurs : pas de messages agressifs, vulgaires, haineux,…
3. Relisez-vous avant de soumettre un commentaire : pas de langage SMS, et vérifiez l'orthographe avant de valider (les navigateurs soulignent les fautes).
4. En cas d'erreur, faute d'orthographe, et/ou omission dans l'article , merci de nous contacter via la page Contact.

Nous nous réservons le droit de supprimer les commentaires qui ne respectent pas ces règles