Des qubits boostés pour les supercalculateurs du futur

Un groupe international de chercheurs vient de publier dans la prestigieuse revue Nature. Le sujet: la compréhension des mécanismes microscopiques qui conduisent à l’initialisation, la lecture et l’effaçage de qubits moléculaires.

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( Photo: gopixa - 123RF )

ENGINEERINGNET.BE - Il s’agit d’une thématique neuve dans l’étude des matériaux, à la frontière entre la physique et la chimie. Explications avec le Professeur Yoann Olivier, de l’Institut NISM de l’UNamur qui participe aux recherches.

Le bit quantique ou qubit est l'unité élémentaire pouvant porter une information quantique. Comme le 1 et le 0 sont les deux états d'un bit classique ordinaire, un qubit est un système quantique à deux niveaux, qui représente la plus petite unité de stockage d'information quantique.

La différence est que le qubit se trouve simultanément dans l’état 0 et 1, ce qui a des conséquences importantes sur la manière de stocker l’information.

Pour bien comprendre, il faut savoir que les matériaux moléculaires étudiés dans le cadre de cette recherche ont la particularité d’avoir un électron non-apparié.

Ces composés spécifiques, qu’on appelle alors des composés radicalaires sont généralement très réactifs. Le premier challenge a été de les rendre hyper stables, peu réactifs de manière à pouvoir étudier leurs propriétés optiques et magnétiques.

Si on excite ces matériaux radicalaires avec de la lumière, il est possible de les faire passer d’un état doublet à un état quartet.

L’intérêt de cette recherche est double:

  • Elle est innovante car elle démontre qu’avec la génération d’un état quartet, on peut faire passer le qubit de 2 à 4 niveaux, donc en théorie doubler le nombre d’opérations qu’un ordinateur peut réaliser en un temps donné.
  • Elle est originale car elle prouve qu’on peut initialiser et lire ces qubits ainsi que les réinitialiser, tout cela dans un temps très court.

C’est une recherche interdisciplinaire de longue haleine, mais à terme, on peut imaginer remplacer les supercalculateurs actuels par des ordinateurs quantiques d’une puissance et d’une rapidité inégalées.