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Les chercheurs ont trouvé des moyens de protéger le bruit électrique et magnétique pendant une courte période. Cela permettra d'utiliser des spins comme mémoire pour les ordinateurs quantiques, car le temps de cohérence est prolongé et plusieurs milliers d'opérations informatiques peuvent être effectuées pendant cet intervalle. L'étude a été publiée dans le dernier numéro de la revue Lettres d'examen physique.
La vision technologique de la construction d'un ordinateur quantique ne dépend pas uniquement de l'informatique et de la science de l'information. De nouvelles connaissances en physique théorique sont également décisives pour progresser dans la mise en œuvre pratique. Chaque ordinateur ou périphérique de communication contient des informations intégrées dans des systèmes physiques. "Dans le cas d'un ordinateur quantique, nous utilisons par exemple des spin qubits pour réaliser le traitement de l'information", explique le professeur Guido Burkard, qui mène ses recherches en coopération avec des collègues de l'Université de Princeton. Les conclusions théoriques qui ont conduit à la publication actuelle ont été en grande partie formulées par l'auteur principal de l'étude, le chercheur au doctorat Maximilian Russ de l'Université de Constance.
Dans la quête de l'ordinateur quantique, les qubits de spin et leurs propriétés magnétiques sont au centre de toutes les attentions. Pour utiliser les spins en tant que mémoire dans la technologie quantique, ils doivent être alignés, sinon ils ne peuvent pas être contrôlés spécifiquement. "Habituellement, les aimants sont contrôlés par des champs magnétiques, comme une aiguille de boussole dans le champ magnétique terrestre", explique Guido Burkard. "Dans notre cas, les particules sont extrêmement petites et les aimants très faibles, ce qui rend leur contrôle très difficile." Les physiciens relèvent ce défi avec des champs électriques et une procédure dans laquelle plusieurs électrons, ici quatre, forment un bit quantique, auxquels ils doivent également faire face, à savoir les spins des électrons, qui sont plutôt sensibles et fragiles, même dans des corps solides en silicium. ils réagissent aux interférences externes avec le bruit électrique ou magnétique. L’étude en cours porte sur les modèles théoriques et les calculs de la manière dont les bits quantiques peuvent être protégés de ce bruit – une contribution importante à la recherche fondamentale pour un ordinateur quantique: Si ce bruit peut être protégé même les plus brefs des temps, des milliers d'opérations informatiques peuvent être effectuées dans ces fractions de seconde – du moins théoriquement.
La prochaine étape pour les physiciens de Constance sera désormais de travailler avec leurs collègues expérimentaux afin de tester leur théorie expérimentalement. Pour la première fois, quatre électrons au lieu de trois seront utilisés dans ces expériences, ce qui pourrait par exemple être mis en œuvre par les partenaires de recherche à Princeton. Alors que les physiciens basés à Konstanz fournissent la base théorique, les partenaires de collaboration aux États-Unis exécutent la partie expérimentale. Cette recherche n'est pas la seule raison pour laquelle Konstanz est maintenant sur la carte pour la recherche sur le qubit. À l'automne, par exemple, Konstanz a attiré la communauté scientifique de premier plan dans ce domaine pour la "4ème école et conférence sur le traitement de l'information quantique basée".
Source de l'histoire:
Matériel fourni par Université de Constance. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
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