Des chercheurs trouvent le lien photonique manquant pour permettre un internet quantique entièrement en silicium
Des chercheurs de l'Université Simon Fraser ont fait une percée cruciale dans le développement de la technologie quantique.
Un qubit de centre T unique dans le réseau de silicium (rendu), qui supporte le premier spin unique jamais observé optiquement dans le silicium. Les constituants du centre T (deux atomes de carbone et un atome d'hydrogène) sont représentés en orange, et le spin de l'électron optiquement adressable est en bleu pâle brillant.
Photonic
Leurs recherches, publiées dans Nature, décrivent leurs observations de plus de 150 000 qubits photon-spin en silicium "centre T", une étape importante qui ouvre des possibilités immédiates de construire des ordinateurs quantiques massivement évolutifs et l'internet quantique qui les reliera.
L'informatique quantique a un énorme potentiel pour fournir une puissance de calcul bien supérieure aux capacités des superordinateurs actuels, ce qui pourrait permettre des avancées dans de nombreux autres domaines, notamment la chimie, la science des matériaux, la médecine et la cybersécurité.
Pour que cela devienne une réalité, il est nécessaire de produire à la fois des qubits stables et à longue durée de vie qui fournissent la puissance de traitement, ainsi que la technologie de communication qui permet à ces qubits de se relier entre eux à grande échelle.
Des recherches antérieures ont indiqué que le silicium peut produire certains des qubits les plus stables et les plus durables de l'industrie. La recherche publiée par Daniel Higginbottom, Alex Kurkjian et leurs co-auteurs apporte la preuve de principe que les centres T, un défaut luminescent spécifique du silicium, peuvent fournir un "lien photonique" entre les qubits. Ces travaux sont réalisés par le Silicon Quantum Technology Lab du département de physique de la SFU, codirigé par Stephanie Simmons, titulaire de la chaire de recherche du Canada en technologies quantiques silicium, et Michael Thewalt, professeur émérite.
"Ce travail est la première mesure de centres T uniques isolés et, en fait, la première mesure de tout spin unique dans le silicium effectuée uniquement par des mesures optiques", explique Stephanie Simmons.
"Un émetteur comme le centre T, qui combine des qubits de spin à haute performance et la génération de photons optiques, est idéal pour créer des ordinateurs quantiques distribués et évolutifs, car ils peuvent gérer le traitement et les communications ensemble, plutôt que de devoir interfacer deux technologies quantiques différentes, l'une pour le traitement et l'autre pour les communications", explique Stephanie Simmons.
En outre, les centres T présentent l'avantage d'émettre de la lumière à la même longueur d'onde que celle utilisée aujourd'hui par les équipements métropolitains de communication par fibre et de réseaux de télécommunications.
"Avec les centres T, vous pouvez construire des processeurs quantiques qui communiquent de manière inhérente avec d'autres processeurs", explique M. Simmons. "Lorsque votre qubit en silicium peut communiquer en émettant des photons (lumière) dans la même bande utilisée dans les centres de données et les réseaux de fibres, vous obtenez ces mêmes avantages pour connecter les millions de qubits nécessaires à l'informatique quantique."
Le développement de la technologie quantique à l'aide du silicium offre la possibilité de faire évoluer rapidement l'informatique quantique. L'industrie mondiale des semi-conducteurs est déjà en mesure de fabriquer des puces informatiques en silicium à l'échelle et à moindre coût, avec un degré de précision stupéfiant. Cette technologie constitue l'épine dorsale de l'informatique et des réseaux modernes, des smartphones aux superordinateurs les plus puissants du monde.
"En trouvant un moyen de créer des processeurs d'informatique quantique dans le silicium, vous pouvez tirer parti de toutes les années de développement, de connaissances et d'infrastructures utilisées pour fabriquer des ordinateurs conventionnels, plutôt que de créer une toute nouvelle industrie pour la fabrication quantique", explique Simmons. "Cela représente un avantage concurrentiel presque insurmontable dans la course internationale pour un ordinateur quantique".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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