« L'intrication de protons a déjà été observée dans l'hydrogène moléculaire et joue un rôle important dans diverses disciplines scientifiques », a déclaré le professeur Takahiro Matsumoto. "Cependant, l'état intriqué n'a été trouvé que dans les phases gazeuse ou liquide. Maintenant, nous avons détecté un enchevêtrement quantique sur une surface solide, ce qui peut jeter les bases des futures technologies quantiques. »
Les états intriqués ont été détectés en utilisant la dynamique vibrationnelle de surface du silicium nanocristallin avec la spectroscopie de diffusion inélastique des neutrons.
Comparé à l'intrication de protons dans l'hydrogène moléculaire, l'intrication a une « différence d'énergie massive » entre ses états, selon l'université, suggérant une longue durée de vie et une stabilité – nécessaires pour les qubits utilisables. La stabilité est telle que l'équipe parle d'ordinateurs d'un million de qubits, contre ~100 aujourd'hui, ainsi que de téléportation atomique (H1→H4 dans diagramme).
La différence rapportée entre l'état fondamental du singulet de spin et l'état excité du triplet de spin est de 113 meV.
"Cela pourrait changer la donne dans l'informatique quantique en ce qui concerne le stockage, le traitement et le transfert de données", a déclaré Matsumoto.
L'équipe a ensuite modélisé une transition en cascade théorique de paires de photons intriqués en térahertz en utilisant l'intrication de protons.
L'Université de la ville de Nagoya a travaillé avec l'Université Chuo, l'Agence japonaise de l'énergie atomique et l'Organisation japonaise de recherche sur les accélérateurs de haute énergie (KEK).
Le travail est décrit dans 'Quantum proton entanglement on a nanocristallin silicium surface', publié dans Physical Review B (paiement requis pour accéder à l'article complet).