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L’informatique quantique prendra son envol lorsque nous aurons des qubits de meilleure qualité, et les lasers nous aident à y arriver

Les défis que l’informatique quantique nous pose sont de taille. Au cours de la dernière décennie, les équipes de recherche travaillant dans cette discipline ont atteint des jalons surprenants, tels que la suprématie quantique très discutée, mais les chercheurs responsables de ces innovations sont les premiers à reconnaître qu’il y a encore beaucoup de travail à faire pour que les ordinateurs quantiques nous aident à résoudre certains des problèmes les plus urgents auxquels nous sommes confrontés.

Nous avons besoin d’un système de correction d’erreur robuste, d’outils qui nous aident à contrôler les qubits avec précision, de nouveaux algorithmes quantiques qui répondent à des besoins réels et, surtout, qubits de meilleure qualité. La stabilité des qubits et leur capacité à protéger les informations quantiques et les opérations que nous effectuons avec elles dépendent en grande partie de la viabilité des futurs ordinateurs quantiques.

La puissance d’un ordinateur quantique n’est pas seulement conditionnée par le nombre de qubits avec lesquels il est capable de fonctionner; sa qualité est également cruciale

Curieusement, la puissance d’un ordinateur quantique n’est pas seulement conditionnée par le nombre de qubits avec lesquels il est capable de fonctionner; Sa qualité est également cruciale, comprise comme la capacité de ces qubits de ne pas être dérangé par le bruit. En fait, les qubits peuvent changer spontanément leur état quantique à la suite de perturbations introduites par l’énergie thermique.

C’est la raison pour laquelle les ordinateurs quantiques actuels utilisent un système de refroidissement très sophistiqué qui leur permet de fonctionner à une température très proche. au zéro absolu (-273,15 degrés centigrades). A cette basse température, l’énergie interne du système est minimale, bien qu’elle ne soit pas nulle, de sorte que la probabilité que les qubits changent d’état spontanément est plus faible.

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Les lasers peuvent nous aider à protéger les informations quantiques extrêmement fragiles

Des groupes de recherche impliqués dans le développement de l’informatique quantique explorent diverses stratégies visant à nous aider à obtenir des qubits de meilleure qualité, et l’une des plus prometteuses est recourir aux lasers pour saisir et récupérer des informations à partir d’un ensemble de qubits. Les scientifiques de l’Université de Cambridge viennent d’obtenir un résultat très prometteur qui nous invite à affronter l’avenir de l’informatique quantique avec optimisme.

Ce qu’ils ont réalisé, c’est d’introduire des informations quantiques, qui, comme nous l’avons vu, sont extrêmement fragiles, dans un conglomérat de 100 000 noyaux atomiques. Pour y parvenir, ils ont eu recours à un laser qui a la précision nécessaire pour agir sur un seul électron du conglomérat, et grâce auquel ils ont réussi à contrôler le comportement du conglomérat dans son ensemble.

L’aspect particulier des ordinateurs quantiques répond à la nécessité de refroidir les qubits près du zéro absolu. Fait intéressant, si nous parvenions à atteindre cet état d’énergie minimale, il y aurait toujours une énergie résiduelle appelée énergie du point zéro.

Ces chercheurs disent que l’utilisation d’un laser est une stratégie réussie car elle leur permet de placer des informations quantiques dans le système et de les récupérer. introduire une perturbation minimale. De plus, la capacité avec laquelle cette technologie leur permet de contrôler le comportement du conglomérat dans son ensemble permet de récupérer des informations quantiques avec une précision énorme, en grande partie grâce à l’absence presque totale de perturbations.

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La métaphore utilisée par ces chercheurs pour expliquer comment ils ont contrôler l’ensemble du conglomérat des noyaux agissant sur un seul électron est très illustratif: «D’un point de vue technique cette procédure est très complexe. Nous ne savons pas comment nous pouvons «  parler  » à l’amas, et il ne sait pas non plus comment il peut nous parler, mais nous pouvons communiquer avec un seul électron qui agit sur l’amas de la même manière qu’un chien contrôle un troupeau. de moutons », explique le professeur Mete Atatüre.

En agissant sur le spin de l’électron, qui est une magnitude quantique, ces chercheurs ont réussi à ordonner aux noyaux d’introduire et de récupérer des informations quantiques

Selon ces chercheurs, la technologie sur laquelle ils travaillent représente un pas en avant très important dans la recherche de qubits plus robustes, et donc capables de conserver plus longtemps les informations quantiques. Mais ce n’est pas tout. Ils veillent également à ce que leur recherche pose la première pierre de la fondation de l’Internet quantique cela facilitera la communication des systèmes quantiques que nous espérons avoir dans le futur.

Tout ce que ces chercheurs nous disent, et ce que d’autres scientifiques avec lesquels nous avons eu l’occasion de parler, nous ont expliqué, nous rappelle l’énorme complexité qu’implique chaque avancée de l’informatique quantique, aussi petite soit-elle. Mais cela nous invite aussi à regarder vers l’avenir avec optimisme. Nous devons juste regarder en arrière un moment pour voir où nous en étions il y a à peine dix ans, et Où sommes-nous actuellement. Le chemin que nous avons parcouru en une décennie est incroyable.

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Plus d’informations | Université de Cambridge

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