Les calculateurs quantiques seront-ils un jour assez stables pour devenir une réalité ? Pour ces chercheurs de l’université de Chicago, la réponse est oui. Et pour cause, ils ont découvert qu’une simple modification permet à un système quantique de rester opérationnel 10 000 fois plus longtemps qu’auparavant.
Car pour fonctionner, un calculateur quantique doit être maintenu dans un état dit cohérent. Problème, cela nécessite d’isoler le système dans un environnement extrêmement calme, dépourvu d’onde électromagnétique, de vibration ou de changement de température.
Comme dans un manège
Un grand nombre de recherches visent à augmenter la durée de cohérence des systèmes quantiques, notamment en isolant physiquement les composants du calculateur de toute interférence. Une approche complexe et coûteuse. Au contraire de la découverte faite par l’université américaine et publiée le 13 août dans la revue Science.
"Avec cette approche, nous n’essayons pas d’éliminer le bruit environnant, explique le chercheur Kevin Miao dans un communiqué. A la place, nous trompons le système pour qu’il ne ressente pas ce bruit." Pour y parvenir, les chercheurs appliquent un champ magnétique continu au système. En le modulant précisément, ils parviennent à faire tourner les électrons très rapidement. Ce qui a pour effet d’atténuer les bruits extérieurs.
"Cela s’apparente à être assis dans un manège entouré de personnes criant autour de vous, explique le chercheur. Lorsque le manège est immobile, vous pouvez les entendre parfaitement, mais si vous tournez sur vous-même rapidement, leurs cris se fondent dans l’arrière-plan."
22 millisecondes de cohérence
"L’applicabilité très large de cette découverte, associée à une implémentation remarquablement simple, permet d’envisager un impact sur de nombreux aspects de l’ingénierie quantique", estime David Awschalom, professeur de l’université. D’après lui, cette trouvaille pourrait s’appliquer aux domaines de la communication quantique, des calculateurs, mais aussi des capteurs quantiques.
Facile à mettre en place, cette modification a permis d’étouffer presque complètement certaines variations de températures, de vibrations physiques et de bruits électromagnétiques – qui brisent habituellement la cohérence. Ce faisant, un même système quantique a multiplié par 10 000 sa durée de fonctionnement, restant cohérent pendant 22 millisecondes. Dix fois moins que la durée d’un battement de cils.
