Les chercheurs sont sur le point de trouver la brique idéale pour les ordinateurs quantiques

Cela fait plus de quatre ans qu’IBM a annoncé son premier ordinateur quantique utilisant 50 qubits ou bits quantiques. Pourtant, nous ne sommes toujours pas près d’obtenir un ordinateur quantique utilisable dans la pratique. En fait, les ordinateurs quantiques dont nous disposons ne sont pas adaptés à une utilisation à grande échelle et ne peuvent pas être à la hauteur des tâches que d’autres formes de technologie peuvent accomplir sans effort. Les scientifiques pensent que le problème réside dans le bloc de construction de ces ordinateurs quantiques. Ils s’efforcent donc de créer les blocs de construction idéaux pour rendre ces ordinateurs plus utilisables.

Un ordinateur ordinaire utilise des bits comme éléments de base. Ces bits stockent les données sous la forme de 1 ou de 0 à un moment donné. Un ordinateur quantique utilise des blocs de construction connus sous le nom de qubits pour fonctionner. Ces qubits fonctionnent un peu comme le chat dans l’expérience de pensée du chat de Schrodinger. Tout comme le chat est mort et vivant au même moment, un qubit peut exister simultanément dans un état 0 et 1. C’est ce qui donne à un ordinateur quantique un avantage sur les ordinateurs ordinaires.

Selon les chercheurs de l’étude, les qubits peuvent être construits de différentes manières pour répondre aux exigences. Cependant, les scientifiques pensent qu’il existe un moyen idéal de les fabriquer. La technique actuelle utilise un seul électron. Celui-ci est piégé sur du gaz néon gelé et contrôlé à l’aide d’un circuit quantique supraconducteur. C’est peut-être le qubit qui se rapproche le plus de sa forme idéale, mais il faudra attendre avant que le qubit idéal ne devienne réalité.

La surface en néon ultra-pur du dernier qubit permet à l’électron de rester suffisamment stable pour être manipulé. Elle facilite également le passage rapide du qubit d’un état à un autre. Il est qualifié de qubit réussi car il est également capable d’intrication (capacité de se lier à d’autres qubits).

Un résonateur à micro-ondes à base de supraconducteurs placé sous le qubit peut lire l’état et mesurer les performances du qubit.

Xianjing Zhou, de l’Argonne National Laboratory, a déclaré : “Avec cette plate-forme, nous avons réalisé, pour la toute première fois, un couplage fort entre un électron unique dans un environnement proche du vide et un photon micro-onde unique dans le résonateur.” Cela permettra aux scientifiques d’utiliser des photons micro-ondes pour manipuler chaque qubit.

Cependant, l’expérience a été réalisée à l’intérieur d’un réfrigérateur à dilution à une température très contrôlée. Par conséquent, les qubits ne sont pas encore prêts à être utilisés dans des ordinateurs portables.

Des multinationales comme Google et IBM tentent de promouvoir leurs propres modèles de qubits. Mais les chercheurs à l’origine de ce nouveau qubit pensent que leur modèle est le plus prometteur à ce jour car il est facile à fabriquer à faible coût.

L’étude récente a été publiée dans la revue Nature.

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