La suisse expérimente un qubit mécanique innovant sur du cristal de saphir.
Pour la première fois, des chercheurs de l'ETH Zurich ont réussi à développer un qubit mécanique sur un cristal de saphir, une réalisation qui pourrait transformer les fondements du calcul quantique et révolutionner l'informatique. La suisse bientôt à la pointe de la technologie de l'information ?
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La suisse réalise une percée remarquable dans la physique quantique
Ce qubit mécanique unique, mis au point par une équipe de chercheurs de l'Institut Fédéral Suisse de Technologie, combine les propriétés d'un oscillateur mécanique avec celles d'un qubit supraconducteur, offrant une nouvelle approche au traitement quantique de l'information. Ce système dual représente une innovation majeure, avec un temps de cohérence atteignant 200 microsecondes, soit 2x plus vite que pour des qubits supraconducteurs traditionnels.
Comprendre les qubits mécaniques
Les qubits, ou bits quantiques, sont au cœur des technologies quantiques, capables de représenter des états multiples simultanément grâce à la superposition d'une quantité à peine imaginable de 0 et de 1. Les qubits mécaniques, par opposition aux qubits virtuels nécessitant des corrections d'erreurs complexes, sont des systèmes physiques simplifiés qui ne dépendent pas de l'encodage complexe ou de l'interaction de multiples qubits pour fonctionner de manière fiable.
Les défis associés aux qubits mécaniques
Créer un qubit mécanique fonctionnel a longtemps été considéré comme un défi majeur en raison des niveaux d'énergie uniformément espacés des résonateurs mécaniques utilisés, rendant difficile l'isolement de deux états énergétiques distincts pour la réalisation de calculs quantiques. Cette barrière a été un obstacle majeur pour les scientifiques pendant des années.
Une solution en deux étapes pour surmonter les obstacles
L'innovation de l'ETH Zurich réside dans leur approche en deux parties pour adresser le problème des écarts d'énergie. Leur dispositif commence par un résonateur mécanique en nitrure d'aluminium placé sur un cristal de saphir, qui, lorsqu'il est activé par une tension oscillante, produit des vibrations qui résonnent à travers le matériau. Juste au-dessus, un qubit supraconducteur avec une petite antenne ajuste et contrôle les niveaux d'énergie du résonateur, transformant les écarts d'énergie harmoniques en écarts anharmoniques.
Implications futures et avantages pratiques
La réussite de ce projet ne se limite pas à sa contribution à la théorie quantique; elle ouvre également la voie à des applications pratiques dans le calcul quantique et au-delà. Les chercheurs envisagent d'utiliser deux qubits mécaniques pour effectuer des opérations logiques, ce qui pourrait aboutir à des résultats prometteurs pour le développement de technologies quantiques avancées.
Cet article explore l'innovation révolutionnaire de l'ETH Zurich dans la création d'un qubit mécanique fonctionnel sur cristal de saphir, qui promet de surmonter certains des plus grands défis du calcul quantique. Avec une durée de vie prolongée et une capacité à fonctionner sans les besoins complexes de correction d'erreurs des qubits traditionnels, ce qubit mécanique ouvre des perspectives nouvelles pour l'avenir des technologies quantiques améliorées.
Source : Science
Image réalisée à l'aide de Canva à des fins de représentation.
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