RSS

L’ordinateur quantique du futur pourrait être radioactif

15 Sep
 

Pour réaliser les ordinateurs quantiques, la piste des puces à pièges d’ions est prometteuse. Léger inconvénient : ces ions, porteurs des qubits, seront peut-être radioactifs.

  • Les qubits des futurs ordinateurs quantiques devront être faciles à fabriquer et résister à la décohérence.
  • L’une des voies prometteuses repose sur les pièges à ions.
  • L’un des derniers résultats intéressants fait usage d’un isotope radioactif du baryum.

Interview : en quoi un ordinateur quantique est-il différent ?  Le monde quantique est fascinant : à cette échelle, par exemple, les objets peuvent se trouver simultanément dans plusieurs états. Exploitant ce principe, un ordinateur quantique aurait des possibilités bien plus vastes qu’un modèle classique. Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Claude Aslangul, professeur à l’UPMC, afin qu’il nous explique le fonctionnement de cette étrange machine.

Deux conditions essentielles doivent être réunies pour faire passer la révolution des ordinateurs quantiques du rêve à la réalité : obtenir un très grand nombre de qubitsles bits quantiques d’information, et les protéger efficacement contre le phénomène de décohérence. Si la première n’est pas obtenue, les ordinateurs classiques conserveront leur suprématie. Quant à la seconde, elle rend possible l’exécution d’un algorithme quantique, comme celui de Shor, en garantissant un maintien suffisamment long de la superposition quantique des états.

Cela suppose d’isoler suffisamment une puce quantique du bruit créé par son environnement ou de trouver le moyen qu’elle y résiste (par exemple avec des ordinateurs « topologiques »). Une troisième voie est d’utiliser des codes correcteurs pour réduire les erreurs causées par ce bruit. La solution finale, si solution il y a, sera sans doute une combinaison de toutes ces techniques.

Le prix Nobel de physique David Wineland explique en quoi consiste l’une des voies explorées pour réaliser des ordinateurs quantiques, celle des pièges à ions. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l’écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Institute for Quantum Computing

Des qubits portés par des noyaux radioactifs résistants à la décohérence

Différentes approches sont explorées pour résoudre le problème de la décohérence en utilisant par exemple des circuits supraconducteurs ou des qubits portés par des noyaux au sein de cristaux de diamant. Chacune a ses qualités et ses inconvénients. Pour manipuler un grand nombre de qubits, on doit également s’assurer que les techniques de fabrication des éléments des ordinateurs quantiques qui fonctionnent à petite échelle continuent de pouvoir être mises en oeuvre facilement à plus grand échelle.

L’une des voies les plus intéressantes est celle des pièges à ions portant des qubits. Au moyen de d’impulsions laser, ils peuvent être manipulés pour y écrire et lire des informations et permettre l’exécution des opérations de calcul. Une équipe de chercheurs états-uniens vient justement de publier sur arXiv un article au sujet d’un système intéressant avec des ions de baryum. On peut en effet facilement les refroidir à basse température avec un laser optique et les qubits portés par le spin des noyaux sont résistants au bruit magnétique. Ces deux avantages permettent de lutter efficacement contre la décohérence et de construire plus facilement des puces quantiques.

Toutefois, l’étude porte sur l’isotope 133 du baryum. Or, son noyau est instable, donc radioactif. de plus, sa durée de vie est courte puisque sa période radioactive (le temps qu’il faut pour que le nombre de noyaux dans un échantillon diminue de moitié par désintégration) est de 10,5 ans. Le baryum 133 n’existe donc pas à l’état naturel et il faut le fabriquer.

Cela a été fait et les chercheurs de l’université de Californie à Los Angeles ont réussi pour la première fois à refroidir et piéger des ions de baryum 133, ouvrant la voie à des ordinateurs quantiques utilisant cet élément. Peut-être que les ordinateurs du futur seront donc non seulement quantiques mais aussi radioactifs…

Publicités
 
Poster un commentaire

Publié par le 15 septembre 2017 dans général

 

Étiquettes : , , ,

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s

 
%d blogueurs aiment cette page :