Des chercheurs du Kavli Institute of Nanoscience de l’université technique de Delft et de la Nederlandse Stichting FOM (Fundamenteel Onderzoek der Materie) ont accompli ensemble un nouveau pas en direction d’un futur ordinateur quantique ultrarapide.
Des chercheurs du Kavli Institute of Nanoscience de l’université technique de Delft et de la Nederlandse Stichting FOM (Fundamenteel Onderzoek der Materie) ont accompli ensemble un nouveau pas en direction d’un futur ordinateur quantique ultrarapide. Ils ont en fait réussi à achever la lecture de manière fiable de deux spins, les composants élémentaires de ce type d’ordinateur. Les scientifiques publieront cette semaine en ligne leurs résultats dans Science Express.
Au cours des années écoulées, des scientifiques de la TU Delft avaient réalisé de nets progrès dans leurs recherches en matière de calculs quantiques et de l’ordinateur éponyme. Ils ont ainsi pu stocker un seul électron dans une ‘boîte quantique’.
Le spin de l’électron ainsi stocké sert de bit quantique (qubit), l’élément élémentaire d’un futur ordinateur quantique ultrarapide. De manière simplifiée, le spin représente le sens de rotation de l’électron. Lorsque l’électron tourne dans un sens, l’on parle d’électron ‘spin-up’, et lorsqu’il tourne dans l’autre sens, il s’agit d’un électron ‘spin-down’. Ces sens de rotation constituent l’état ‘0’ ou ‘1’ d’un qubit.
Deux spins Il était depuis assez longtemps déjà possible de lire dans sa totalité le spin d’un seul électron dans un qubit. C’est la TU Delft qui y est parvenue en premier lieu. L’université technique a été aussi la première à réussir à manipuler un spin unique. A présent, une équipe de chercheurs placée sous la direction du prof. Lieven Vandersypen du Kavli Institute of Nanoscience de la TU Delft a été aussi la première à réussir à lire complètement l’état de deux spins.
Les scientifiques ont créé deux ‘quantum dots’ contenant chacun un électron. La lecture s’effectue en éjectant ou non chaque électron du ‘dot’, en fonction de son état de spin. Au moyen d’un indicateur de charge, les chercheurs mesurent si l’électron s’échappe. Il en résulte qu’ils savent aussitôt quel était son état de spin.
Cela se déroule en outre en une seule fois: chaque lecture donne l’état des deux spins, ce qui est crucial pour pouvoir mesurer les corrélations entre les deux qubits. Katja Nowack, chercheuse, déclare: “Ce fut très agréable que nous ayons pu amener deux spins dans ce qu’on appelle un état enchevêtré. Les deux spins donnaient toujours des résultats opposés: quand le premier indiquait ‘down’, l’autre indiquait ‘up’ et vice versa, exactement comme la théorie quantique le prévoit.”
L’enchevêtrement est un phénomène particulier de la mécanique quantique qui s’avère d’une grande importance pour l’information quantique. Deux spins enchevêtrés ne peuvent être considérés séparément: leurs états sont liés mutuellement, même s’ils se trouvent à grande distance l’un de l’autre.
En collaboration avec Computable
