Les photons des étoiles lointaines ont un mauvais parcours. Nuages de poussière. Ambiances épaisses. Optique avec perte. La plupart meurent sur le chemin de votre détecteur. Les astronomes résolvent ce problème en construisant des miroirs plus grands, collectant plus de lumière. Jusqu’à ce que vous manquiez d’argent ou de physique. Le miroir devient alors trop lourd pour être déplacé. L’image reste floue.
Les radioastronomes ont résolu ce problème il y a des décennies. Ils ont construit des interféromètres. Des réseaux de petits télescopes agissant comme un seul grand œil. Si le timing est exact, les signaux se combinent. La « ligne de base » – la distance entre les télescopes – détermine la netteté. Allez assez large. Cartographiez l’ombre d’un trou noir à travers le monde. Cela fonctionne à merveille aux longueurs d’onde radio.
La lumière visible est plus difficile. Beaucoup plus dur. Dégradation des signaux. Les photons se perdent entre les télescopes. Jusqu’à maintenant.
Une équipe de Harvard affirme que de minuscules ordinateurs quantiques pourraient sauver l’interférométrie optique. Pas des machines géantes. Petits éclats. Ils conservent les informations sur les photons jusqu’à ce qu’il soit temps de les lire.
“Je pense que cela pourrait vraiment devenir un domaine très enthousiasmant où l’on pourrait faire des choses que les systèmes classiques ne peuvent pas faire.”
Mikhaïl Loukine connaît son affaire. Son équipe, dont Maxim Sirotin, doctorant au MIT, s’attaque à ce problème depuis deux ans. Au début de cette année, ils en ont montré la preuve. Un article est paru dans Nature en février. Sirotin est arrivé le premier avec une preuve de concept.
Ils ont utilisé du diamant. Les tout petits. Avec des défauts de silicium. Ces spots stockent des informations quantiques à l’aide de spins électroniques et de noyaux de silicium. Qubits. Comme des morceaux classiques, mais plus étranges.
Voici la configuration :
– Deux “télescopes” (récepteurs) distants de six mètres.
– Relié par une bobine de fibre optique de 1,5 km.
– Un laser faible rayonnait au milieu.
Ils ont enchevêtré les éclats de diamant via la lumière avant de mesurer le laser. Ensuite, ils ont récupéré le motif d’interférence. Cela a fonctionné. Deux petits yeux agissant comme un grand œil.
Que se passe-t-il si vous remplacez le laser par starlight ?
En théorie, les deux petits télescopes pourraient produire une image aussi nette qu’un miroir de 1,5 km de large. Écarter les télescopes davantage ? Obtenez des images plus nettes des exoplanètes. De meilleures données sur les mouvements des étoiles. Attrapez les choses qui manquent aux scopes actuels.
Ce n’est pas prêt pour les heures de grande écoute. Lukin l’admet. Ceci est une démo de laboratoire. La fibre était enroulée et non tendue à travers un canyon. Le laser n’était pas la lumière des étoiles. Transformer cela en un outil de cartographie du ciel prend des années. Peut-être des décennies.
John Monnier de l’Université du Michigan ne faisait pas partie de l’équipe. Il pense de toute façon que c’est une avancée majeure. Une nouvelle façon de faire fonctionner l’ancienne technique. Mais il met en garde contre les obstacles. Construire l’infrastructure est difficile. Cher. Lent.
Nous en sommes donc aux premiers jours. Tester différentes technologies. Comprendre ce que ces machines peuvent réellement faire. Lukin voit une voie à suivre. Une nouvelle classe d’applications.
Est-ce pratique aujourd’hui ? Non. Est-ce que ça ouvre la porte ?
Peut être.
