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Des chercheurs battent un record et maintiennent le qubit d’informatique quantique en vie pendant 3 minutes

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L’informatique quantique a fait grandes promesses depuis un certain nombre d’années maintenant, mais il y a encore très peu d’applications pratiques pour cette technologie. La douce physique ne vous mènera pas loin, c’est pourquoi une nouvelle découverte de John Morton à l’Université d’Oxford est si intéressante. Le temps record pour maintenir des bits d’informatique quantique, ou qubits, dans un matériau solide a été battu de façon spectaculaire. Les chercheurs ont repoussé la limite de quelques secondes à trois minutes complètes.

Alors que les ingénieurs continuent de lutter contre les limites physiques de la loi de Moore, l’informatique quantique devient plus attrayante. Un bit d’ordinateur traditionnel peut représenter un 1 ou un 0. Un qubit dans un ordinateur quantique peut être à la fois 1 et 0 en même temps. Ceci est possible grâce à la propriété de superposition, qui veut qu’un système physique puisse exister simultanément dans tous ses états théoriques. Il a également le potentiel de rendre les ordinateurs quantiques incroyablement rapides, mais si les qubits ne peuvent pas être maintenus plus de quelques secondes, vous ne pouvez pas faire de travail significatif avec eux.

L’astuce utilisée à l’Université d’Oxford consiste à amadouer les particules informatiques en superposition et à les y maintenir dans deux états de spin différents simultanément. Les chercheurs ont utilisé une forme de silicium-28 extrêmement pur (qui est non magnétique et non réactif) comme support pour le test. Un certain nombre d’atomes de phosphore étaient en suspension dans le silicium et les scientifiques ont découvert que les particules se comportaient comme si elles étaient dans le vide. Autrement dit, il y avait très peu d’interaction avec le médium.

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QuantumLa réduction des interférences est essentielle dans la construction ordinateurs quantiques à semi-conducteurs. Même le moindre effet sur le spin d’une particule peut perturber son état quantique. La clé pour prolonger les qubits dans cette expérience était l’utilisation d’impulsions de radiofréquence. Les chercheurs ont déterminé l’intensité d’impulsion radio nécessaire pour inverser la rotation des particules de 180 degrés. Les atomes de phosphore isolés ont été bombardés d’impulsions qui étaient exactement la moitié de cette intensité. Cela a laissé le phosphore dans une superposition d’être à la fois inversé et non inversé. Par conséquent, nous avons un qubit.

En cinglant le système qu’ils ont conçu à intervalles réguliers avec les bonnes impulsions radio, les chercheurs ont réussi à maintenir la superposition des atomes pendant 192 secondes, soit un peu plus de trois minutes. Les impulsions empêchent le phosphore d’interagir faiblement avec le silicium, et comme il n’y a pas de contaminants pour exercer une force magnétique sur eux, les qubits restent actifs.

Ce qui est vraiment fascinant à ce sujet, c’est que le silicium est un matériau réellement utilisé dans les ordinateurs. Les efforts antérieurs pour conserver les qubits pendant cette durée nécessitaient de fonctionner sous vide, ou parfois dans des milieux en phase liquide ou gazeuse. Ces approches conviennent à la recherche, mais elles ne nous rapprochent pas d’une approche pratique ordinateur quantique. Faire fonctionner des qubits à longue durée de vie dans un matériau pouvant être utilisé en dehors d’un laboratoire est un grand pas en avant, et c’est exactement ce que Morton et ses collègues d’Oxford ont réussi.

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