Avancer en Informatique Quantique
La cohérence est un pilier de la communication efficace, que ce soit dans l’écriture, la parole ou le traitement de l’information. Ce principe s’étend aux bits quantiques ou qubits, les éléments fondamentaux de l’informatique quantique.
Un bond quantique dans le temps de cohérence
Une équipe dirigée par le Laboratoire national d’Argonne du département de l’Énergie des États-Unis (DOE) a atteint une étape importante en vue de l’informatique quantique future.
Ils ont étendu le temps de cohérence de leur nouveau type de qubit à une impressionnante durée de 0,1 milliseconde, soit presque mille fois mieux que le précédent record. La recherche a été publiée dans Nature Physics.
Révélation du potentiel des qubits de charge
Dans la vie quotidienne, 0,1 milliseconde est aussi fugace qu’un clignement d’œil. Cependant, dans le monde quantique, cela représente une fenêtre suffisamment longue pour qu’un qubit effectue des milliers d’opérations.
Contrairement aux bits classiques, les qubits semblent pouvoir exister dans les deux états, 0 et 1. Pour tout qubit en fonctionnement, maintenir cet état mixte pendant une durée de cohérence suffisamment longue est impératif.
Le Défi de la Cohérence et des Qubits de Charge
Le défi consiste à protéger le qubit contre le bombardement constant de bruits perturbateurs provenant de l’environnement environnant. Les qubits de l’équipe encodent l’information quantique dans les états émotionnels (charge) des électrons, appelés qubits de charge.
“Parmi les différents types de qubits existants, les qubits de charge électronique sont particulièrement attrayants en raison de leur simplicité dans la fabrication et le fonctionnement, ainsi que de leur compatibilité avec les infrastructures existantes des ordinateurs classiques”, a déclaré Jin, le chercheur principal du projet. “Cette simplicité devrait se traduire par des coûts réduits pour la construction et le fonctionnement d’ordinateurs quantiques à grande échelle.”
La Plateforme Neon et la Protection Quantique
Le qubit de l’équipe est un seul électron piégé à la surface ultrapropre d’un néon solide dans le vide. Le néon est important car il résiste aux perturbations de l’environnement environnant.
Le néon fait partie d’un petit nombre d’éléments qui ne réagissent pas avec d’autres éléments. La plateforme en néon maintient le qubit d’électron protégé et garantit intrinsèquement une longue durée de cohérence.
Vers la Scalabilité et l’Entrelacement Quantique
À la suite d’une optimisation expérimentale continue, l’équipe a non seulement amélioré la qualité de la surface en néon, mais a également considérablement réduit les signaux perturbateurs.
Leurs efforts ont porté leurs fruits avec une durée de cohérence de 0,1 milliseconde, soit une augmentation d’environ mille fois par rapport aux 0,1 microsecondes initiales.
Un Jalon Quantique : Scalabilité et Entrelacement
La longue durée de vie de leur qubit électronique leur permet de contrôler et de lire les états du qubit individuel avec une très grande fidélité.
Une autre caractéristique importante d’un qubit est sa capacité à être mis en réseau avec de nombreux autres qubits. L’équipe a atteint une étape significative en montrant que deux qubits électroniques peuvent se coupler au même circuit supraconducteur, marquant ainsi une avancée cruciale vers l’entrelacement de deux qubits, un aspect essentiel de l’informatique quantique.
Poursuivre le Voyage Quantique
L’équipe doit encore optimiser pleinement son qubit électronique et continuera à travailler pour étendre encore davantage la durée de cohérence, ainsi que pour entrelacer deux qubits ou plus.
Cette collaboration de recherche implique plusieurs institutions, dont le Lawrence Berkeley National Laboratory, le Massachusetts Institute of Technology, la Northeastern University, la Stanford University, l’University of Chicago et l’University of Notre Dame.
Lire l’article original sur PHYS.
Pour en savoir plus : Découverte accélère entrelacement quantique
