Les scientifiques réalisent une avancée quantique avec un nouveau type de qubit

Les qubits topologiques sont explorés pour faire des avancées dans le développement d’un ordinateur quantique conçu pour des applications universelles, mais personne n’a pu démontrer un qubit quantique comme celui-ci en laboratoire.

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

Les nouvelles recherches ont été publiées dans la revue Nano Letters.

Le groupe de recherche a été 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 ont un potentiel énorme pour l’avenir. Avec les effets quantiques, ces machines pourraient fournir des solutions pour certains des problèmes les plus complexes qui ne peuvent pas être traités par des ordinateurs classiques dans un délai réaliste. Même avec ces nouvelles avancées, 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. À mesure que le système augmente en taille, la difficulté de l’isoler complètement de son environnement augmente également.

Le qubit topologique

C’est pourquoi de nombreux experts espèrent qu’un nouveau type de qubit quantique appelé qubit topologique peut résoudre ces problèmes. Les chercheurs ne sont pas les seuls à travailler sur cela, mais également de grandes entreprises comme Microsoft. Le qubit topologique présente la caractéristique d’être topologiquement protégé. La structure géométrique des supraconducteurs et leurs propriétés électroniques spéciales assurent également que l’information quantique est conservée.

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 entreprises comme Google (GOOGL ) et IBM.

Même avec ces progrès, les chercheurs sont encore incertains quant à leur capacité à produire des qubits topologiques en raison d’un manque de base matérielle appropriée. Cela signifie que les experts ne peuvent pas générer expérimentalement les quasiparticules spéciales nécessaires. Ces quasiparticules, ou états de Majorana, n’ont pu être démontrés qu’en théorie.

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