Clé à emporter
- De nouvelles recherches ont découvert un moyen de fabriquer des bits quantiques à l'aide de cristaux.
- Cette découverte pourrait aider à libérer le potentiel de la révolution de l'informatique quantique.
- Mais les experts disent que vous ne devriez pas vous attendre à ce que les ordinateurs quantiques remplacent votre ordinateur portable de si tôt.
Les physiciens exploitent les étranges façons dont les atomes interagissent les uns avec les autres pour construire des ordinateurs quantiques.
Les défauts atomiques de certains cristaux pourraient aider à libérer le potentiel de la révolution informatique quantique, selon les découvertes faites par des chercheurs de la Northeastern University. Les scientifiques ont déclaré qu'ils avaient découvert une nouvelle façon de fabriquer un bit quantique en utilisant les cristaux. Les progrès des technologies quantiques, qui déploient les propriétés de la physique quantique appelées intrication, pourraient permettre des dispositifs plus puissants et économes en énergie.
"L'intrication est un mot fantaisiste pour créer une relation entre des particules qui les fait agir comme si elles étaient liées ensemble", a déclaré Vincent Berk, CRO et CSO de la société d'informatique quantique Quantum Xchange à Lifewire dans une interview par e-mail.
"Cette relation est spéciale en ce sens qu'elle permet aux actions sur une particule d'avoir un effet sur une autre. C'est exactement là que la puissance du calcul entre en jeu: lorsque l'état d'une chose peut changer ou affecter l'état d'une autre. En fait, sur la base de ce lien d'intrication fou, nous sommes capables de représenter tous les résultats possibles d'un calcul en seulement quelques particules."
bits quantiques
Des chercheurs ont expliqué dans un article récent paru dans Nature que les défauts d'une classe particulière de matériaux, en particulier les dichalcogénures de métaux de transition bidimensionnels, contenaient les propriétés atomiques nécessaires pour créer un bit quantique, ou qubit en abrégé, qui est le bâtiment bloc pour les technologies quantiques.
"Si nous pouvons apprendre à créer des qubits dans cette matrice bidimensionnelle, c'est un gros, gros problème", a déclaré Arun Bansil, professeur de physique à Northeastern et co-auteur de l'article, dans la presse. relâchez.
Bansil et ses collègues ont passé au crible des centaines de combinaisons de matériaux différents pour trouver ceux capables d'héberger un qubit à l'aide d'algorithmes informatiques avancés.
"Lorsque nous avons examiné un grand nombre de ces matériaux, nous n'avons finalement trouvé qu'une poignée de défauts viables, une douzaine environ", a déclaré Bansil. "Le matériau et le type de défaut sont importants ici car, en principe, il existe de nombreux types de défauts qui peuvent être créés dans n'importe quel matériau."
Une découverte critique est que le soi-disant défaut "antisite" dans les films de dichalcogénures de métaux de transition bidimensionnels porte avec lui quelque chose appelé "spin". Le spin, également appelé moment cinétique, décrit une propriété fondamentale des électrons définie dans l'un des deux états potentiels: haut ou bas, a déclaré Bansil.
Un principe fondamental de la mécanique quantique est que des éléments tels que les atomes, les électrons, les photons interagissent constamment dans une mesure plus ou moins grande, a déclaré Mark Mattingley-Scott, directeur général EMEA de la société d'informatique quantique Quantum Brilliance, dans un e-mail.
Si nous pouvons apprendre à créer des qubits dans cette matrice bidimensionnelle, c'est un très gros problème.
"Les ordinateurs quantiques exploitent cette interdépendance entre les qubits, qui sont essentiellement le système de mécanique quantique le plus simple possible, pour augmenter considérablement le nombre de solutions que nous pouvons explorer en parallèle lorsque nous exécutons un programme quantique", a-t-il ajouté.
Saut quantique
Malgré la récente percée des qubits, ne vous attendez pas à ce que les ordinateurs quantiques remplacent votre ordinateur portable de si tôt. Les chercheurs ne connaissent toujours pas le meilleur système physique pour construire un ordinateur quantique, a déclaré Michael Raymer, professeur de physique à l'Université de l'Oregon qui étudie l'informatique quantique, à Lifewire dans un e-mail.
"Il est probable qu'au cours de la prochaine décennie, il n'y aura pas de CQ universel à grande échelle capable de résoudre n'importe quel problème quantique bien posé", a déclaré Raymer. "Donc, les gens construisent des prototypes en utilisant diverses 'plates-formes' matérielles."
Certains des prototypes les plus avancés utilisent des ions piégés, y compris ceux construits par des sociétés comme ionQ et Quantinuum. "Ceux-ci ont l'avantage que tous les atomes d'un même type (disons le sodium) sont strictement identiques, une propriété très utile", a déclaré Raymer.
Les applications futures de l'informatique quantique sont illimitées, disent les boosters.
"Répondre à cette question équivaut à répondre à la même question sur les ordinateurs numériques dans les années 1960", a déclaré Raymer. "Personne n'avait alors correctement prédit la réponse, et personne ne peut le faire maintenant. Mais la communauté scientifique est convaincue que, si la technologie réussit, elle aura le même impact que la révolution des semi-conducteurs des années 1990-2000."
