Protéger un qubit fragile
Des physiciens de l'Université Harvard ont découvert qu'un flux constant d'ondes sonores peut protéger un bit quantique fragile, ou qubit, de son propre environnement bruyant. La méthode triple presque le temps pendant lequel le qubit peut conserver l'information.
Les qubits sont les unités de base des ordinateurs quantiques. Ils sont extrêmement sensibles à la chaleur, aux vibrations et aux champs électromagnétiques parasites. Toute perturbation peut effacer l'information qu'ils contiennent. Protéger les qubits du bruit est l'un des problèmes les plus difficiles de l'informatique quantique, et cela a limité la taille et la fiabilité des machines quantiques pendant des années.
Comment le son aide
L'équipe de Harvard a utilisé un flux continu d'ondes acoustiques, en quelque sorte un bouclier sonore, autour du qubit. Les ondes sonores créent une barrière protectrice qui bloque le bruit provenant de l'environnement. L'idée s'inspire de techniques utilisées en génie mécanique pour amortir les vibrations dans les instruments sensibles.
Les chercheurs ont testé l'approche sur un spin de lacune de silicium dans le diamant, un type de qubit utilisé dans de nombreuses expériences quantiques. Avec le bouclier sonore activé, le qubit a conservé son information près de trois fois plus longtemps que sans lui. L'équipe a décrit ces travaux dans un article publié ce mois-ci.
Une voie vers des réseaux quantiques basés sur le son
Ce résultat ouvre une voie vers des réseaux quantiques qui utilisent le son au lieu de la lumière pour relier les puces. Les ondes sonores se déplacent lentement, ce qui peut être utile pour stocker et traiter l'information quantique sur une puce. Cela compte pour construire des processeurs plus grands, où les qubits doivent rester cohérents assez longtemps pour terminer des calculs complexes.
Ces travaux soutiennent également les systèmes quantiques hybrides qui combinent différents types de qubits. Chaque type de qubit a des forces et des faiblesses. La protection par le son pourrait permettre aux chercheurs de les mélanger sans perdre en stabilité.
L'équipe affirme que l'approche est encore au stade du laboratoire. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour l'étendre à des processeurs quantiques plus grands et pour la tester avec d'autres matériaux de qubits. Néanmoins, cette découverte donne aux ingénieurs quantiques un nouvel outil pour un problème qui a ralenti le domaine pendant des années.