Par Pesach Benson • 19 septembre 2025
Jérusalem, 19 septembre 2025 (TPS-IL) — Une percée dans la technologie des diamants pourrait permettre d’amener la communication quantique et les capteurs ultra-sensibles hors du laboratoire et dans une utilisation réelle. Des scientifiques israéliens et allemands ont annoncé le développement d’une méthode pour capturer presque toute la lumière émise par des défauts microscopiques dans les diamants, une avancée qui pourrait rendre les dispositifs quantiques plus rapides, plus fiables et plus faciles à intégrer dans les systèmes existants.
Les chercheurs de l’Université hébraïque de Jérusalem, en collaboration avec l’Université Humboldt de Berlin, se sont concentrés sur les centres azote-vacance (NV), de minuscules imperfections dans les cristaux de diamant qui émettent des particules de lumière uniques, ou photons, transportant des informations quantiques. Ces photons sont essentiels pour le développement des ordinateurs quantiques de nouvelle génération, des communications sécurisées et des capteurs de précision. Jusqu’à présent, la plupart de cette lumière se dispersait dans toutes les directions, ce qui rendait difficile son exploitation pour des applications pratiques.
En incorporant des nanodiamants contenant des centres NV dans des nanoantennes hybrides spécialement conçues, les chercheurs ont réussi à guider la lumière dans une direction précise au lieu de la laisser se dissiper. Les antennes, construites à partir de couches de matériaux métalliques et diélectriques selon un motif de cible, fonctionnent mieux lorsque les nanodiamants sont positionnés exactement à leurs centres, jusqu’à quelques milliardièmes de mètre. Le résultat est une amélioration spectaculaire : jusqu’à 80 pour cent des photons sont capturés à température ambiante, un grand pas en avant par rapport aux méthodes précédentes.
Les résultats ont été publiés dans APL Quantum, une revue à comité de lecture.
« Cela nous rapproche beaucoup des dispositifs quantiques pratiques », a déclaré le professeur Carmichael Rapaport de l’Université hébraïque. « En rendant la collecte de photons plus efficace, nous ouvrons la voie à des technologies telles que la communication quantique sécurisée et les capteurs ultra-sensibles. »
Le Dr Yonatan Lubotzky a ajouté : « Ce qui nous excite, c’est que cela fonctionne dans une conception simple à base de puces et à température ambiante. Cela signifie qu’il peut être intégré beaucoup plus facilement dans des systèmes réels qu’auparavant. »
Cette avancée démontre que les diamants, depuis longtemps prisés pour leur éclat, pourraient également être des outils essentiels dans la technologie de pointe. En permettant aux scientifiques de contrôler et de collecter des photons uniques avec une efficacité sans précédent, ce travail pourrait accélérer le déploiement de réseaux quantiques, améliorer les performances des ordinateurs quantiques et permettre des capteurs capables de détecter les plus infimes changements environnementaux.
La collecte efficace de photons est essentielle pour les communications sécurisées quantiques, ce qui pourrait rendre les transferts de données pratiquement inviolables. Étant donné que les capteurs quantiques peuvent détecter les champs magnétiques, les changements de température ou d’autres phénomènes avec une précision sans précédent, l’étude pourrait conduire à des dispositifs ultra-sensibles pour la médecine, la navigation et la science des matériaux.
De plus, la conception à base de puces signifie que cette technologie pourrait être produite en masse et intégrée dans les appareils électroniques existants.
