Des molécules piégés par des scientifiques de Harvard ouvre une nouvelle ère pour le calcul quantique.
Une équipe de chercheurs de l'Université de Harvard vient de marquer une nouvelle étape dans l'histoire de l'informatique en réussissant à piéger des molécules pour effectuer des opérations quantiques, promettant ainsi des progrès technologiques fulgurants.
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Harvard découvre une nouvelle façon de « piéger » des molécules pour effectuer des opérations quantiques
Sous la direction de Kang-Kuen Ni, professeure de chimie et de physique, l'équipe a utilisé des molécules refroidis à des températures proches du 0 absolu (-273,5°C) comme qubits pour exécuter des opérations quantiques. Ce développement ouvre des perspectives fascinantes pour des avancées majeures dans divers secteurs tels que la médecine, les sciences, et la finance, exploitant ainsi le potentiel extraordinaire de ces molécules pour le traitement rapide de l'information.
Comprendre le potentiel des molécules en informatique quantique
Jusqu'à récemment, les molécules étaient souvent écartées des recherches en calcul quantique en raison de leur complexité structurelle et de leur délicatesse, ce qui rendait leur manipulation fiable difficile. Les chercheurs ont préféré se concentrer sur des particules plus simples comme les ions et les atomes. Cependant cette étude change la donne et ouvre la voie à l'utilisation des molécules dans cette discipline.
Mécanismes des opérations quantiques avec molécules
L'expérience menée a impliqué le fait de « piéger » des molécules de sodium-cesium (NaCs) à l'aide de pinces optiques dans un environnement extrêmement froid et stabilisé. L'équipe a réussi une opération quantique significative en exploitant les interactions dipôle-dipôle électrique entre les molécules. Ils ont contrôlé avec précision la rotation des molécules, ce qui a mené à la création d'un état de Bell à deux qubits avec une précision impressionnante de 94 %, démontrant la faisabilité de l'utilisation des structures moléculaires dans les calculs quantiques.
Portes quantiques et entrelacement
Le succès de cette recherche repose sur la mise en œuvre d'une porte ISWAP, une composante essentielle des circuits quantiques qui crée des états entrelacés. L'entrelacement, permettant aux qubits de rester corrélés quelle que soit la distance les séparant, est central à la puissance formidable du calcul quantique.
Surmonter les défis passés
Historiquement, la communauté scientifique rêvait d'exploiter les structures moléculaires pour des calculs quantiques depuis les années 1990, mais les tentatives précédentes ont été entravées par l'instabilité des molécules. Le progrès accompli par l'équipe de Harvard réside dans leur capacité à minimiser le mouvement des molécules, permettant ainsi un contrôle accru et une manipulation plus fiable de leurs états quantiques.
Vers un futur prometteur
Cette avancée illustre le potentiel transformateur des molécules dans l'élaboration de technologies de calcul quantique et met en lumière les avancées continues dans la manipulation des états quantiques. Kang-Kuen Ni a exprimé son optimisme quant aux innovations futures et à l'exploitation des avantages de la plateforme moléculaire, anticipant des progrès significatifs dans la stabilité et la précision des expériences futures.
Cette recherche ne marque pas seulement une avancée dans l'utilisation des molécules pour le calcul quantique mais ouvre également la voie à des améliorations futures dans la précision et la stabilité des opérations quantiques. Les implications pour le développement de calculs ultra-rapides et précis sont immenses, promettant de révolutionner les capacités computationnelles dans de nombreux domaines.
Source : https://news.harvard.edu/gazette/story/2025/01/researchers-make-leap-in-quantum-computing-molecules/
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