Les scientifiques font une percée quantique avec un nouveau type de Qubit

Les qubits topologiques sont explorés pour faire des percées dans le développement d'un ordinateur quantique conçu pour des applications universelles, mais personne n'a été en mesure de démontrer un bit quantique comme celui-ci dans un laboratoire. 

Dans ce qui est une percée majeure, des scientifiques du Forschungszentrum Jülich ont réussi à intégrer pour la première fois un isolant topologique dans un qubit supraconducteur conventionnel. 

La nouvelle recherche a été publiée dans la revue Nano Lettres.

Le groupe de recherche était dirigé par le Dr Peter Schüffelgen à l'Institut Peter Grünberg (PGI-9) du Forschungszentrum Jülich

Résoudre les problèmes les plus complexes

Les ordinateurs quantiques recèlent un énorme potentiel pour l’avenir. Grâce aux effets quantiques, ces machines pourraient apporter des solutions à certains des problèmes les plus complexes qui ne peuvent pas être traités par les ordinateurs conventionnels dans un délai réaliste. Même avec ces nouveaux progrès, l’utilisation et la mise en œuvre généralisées des ordinateurs quantiques nécessitent encore beaucoup de travail.

Les machines actuelles ne contiennent généralement qu'un petit nombre de qubits et sont souvent sujettes aux erreurs. Au fur et à mesure que la taille du système augmente, la difficulté de l'isoler complètement de son environnement augmente également. 

Le Qubit Topologique

Pour cette raison, de nombreux experts espèrent qu'un nouveau type de bit quantique appelé qubit topologique pourra résoudre ces problèmes. Les chercheurs ne sont pas les seuls à travailler là-dessus, mais les grandes entreprises comme Microsoft aussi. Le qubit topologique présente la particularité d'être topologiquement protégé. La structure géométrique des supraconducteurs et les propriétés spéciales de leurs matériaux électroniques garantissent également la conservation de l'information quantique. 

Compte tenu de ces caractéristiques, les qubits topologiques sont considérés comme extrêmement robustes et largement immunisés contre les sources externes de décohérence. Ils ont également des temps de commutation rapides par rapport aux qubits supraconducteurs conventionnels utilisés par des sociétés comme Google et IBM.

Même avec ces progressions, les chercheurs ne savent toujours pas s'ils peuvent ou non produire des qubits topologiques en raison d'un manque de base matérielle appropriée. Cela signifie que les experts ne peuvent pas générer expérimentalement les quasi-particules spéciales nécessaires. Ces quasi-particules, ou états de Majorana, n'ont pu être démontrées qu'en théorie. 

Cela dit, ces qubits hybrides ouvrent de toutes nouvelles possibilités et pourraient conduire à la création de nouveaux matériaux.