Bits quantiques à contrôle spectroscopique
Un système modèle multi-qubit moléculaire pour l'informatique quantique
Les molécules pourraient constituer des systèmes utiles pour les ordinateurs quantiques, mais elles doivent contenir des centres de bits quantiques individuellement adressables et en interaction. Dans la revue Angewandte Chemie, une équipe de chercheurs vient de présenter un modèle moléculaire doté de trois centres de qubits différents et couplés. Comme chaque centre est adressable par spectroscopie, des algorithmes de traitement de l'information quantique (QIP) pourraient être développés pour la première fois pour ce système moléculaire multi-qubit, indique l'équipe.
© Wiley-VCH
Les ordinateurs calculent en utilisant des bits, tandis que les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques (ou qubits en abrégé). Alors qu'un bit conventionnel ne peut représenter que 0 ou 1, un qubit peut stocker deux états en même temps. Ces états superposés signifient qu'un ordinateur quantique peut effectuer des calculs parallèles, et s'il utilise un certain nombre de qubits, il a le potentiel d'être beaucoup plus rapide qu'un ordinateur standard.
Toutefois, pour que l'ordinateur quantique puisse effectuer ces calculs, il doit être capable d'évaluer et de manipuler les informations multiqubit. Les équipes de recherche d'Alice Bowen et Richard Winpenny, de l'université de Manchester (Royaume-Uni), et leurs collègues, ont maintenant produit un système modèle moléculaire avec plusieurs unités de qubits distinctes, qui peuvent être détectées par spectroscopie et dont les états peuvent être changés en interagissant les unes avec les autres.
"Dans le système moléculaire que nous proposons, des électrons non appariés, au lieu d'atomes ou de photons, constituent la base des centres de qubits", explique Bowen. "Les électrons ont une propriété connue sous le nom de spin. Comme le spin prend deux états quantiques superposables, les molécules contenant plusieurs systèmes de spin électronique peuvent être utiles comme systèmes multiqubits potentiels pour l'informatique quantique."
Pour leur molécule (contenant un complexe d'ions cuivre, un anneau formé de sept ions chrome et d'un ion nickel, et une unité nitroxyde), l'équipe a observé des signaux caractéristiques pour chaque centre de qubit dans le spectre de résonance paramagnétique électronique (RPE). "Les résultats présentés prouvent que les unités de qubits individuelles peuvent être adressées de manière indépendante et contrôlable - une condition préalable essentielle à l'utilisation de systèmes multiqubits dans le calcul quantique - en utilisant la RPE", explique M. Bowen.
Par rapport aux systèmes actuellement utilisés, ces systèmes multiqubits moléculaires pourraient présenter certains avantages. Jusqu'à présent, les systèmes de qubits ont principalement été produits par des circuits supraconducteurs ou à partir d'atomes ou de photons individuels, qui nécessitent un refroidissement important. Les systèmes moléculaires pourraient présenter l'avantage de contenir des unités de qubits multiples, qui peuvent être facilement changées et reconfigurées par synthèse chimique. Ils pourraient également fonctionner à des températures plus élevées. Cela offre la possibilité de rendre l'informatique quantique moins chère.
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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