Informatique quantique: une percée dans le stockage de l'information

Publié par Adrien le 04/08/2021 à 09:00
Source: CNRS
L'information quantique pourrait être à l'origine de la prochaine révolution technologique. Par analogie avec le bit dans l'informatique classique, le qubit est l'élément de base de l'informatique quantique. Mais démontrer l'existence de cette unité de stockage de l'information et l'utiliser est encore complexe et donc limité.


Représentation du mode de flexion d'un nanotube représenté ici en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...) turquoise, et des emplacements des électrons en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) et en marron dans le tube.
© Fabio Pistolesi

Dans une étude parue le 3 août 2021 dans Physical Review X, une équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) internationale, composée par Fabio Pistolesi, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) et de deux chercheurs étrangers, a réussi par des calculs théoriques à montrer qu'il est possible de réaliser un nouveau type de qubit (On nomme qubit (quantum + bit ; prononcé /kyoobit/), parfois écrit qbit, l'état quantique...) où l'information est stockée dans l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) d'oscillation (Une oscillation est un mouvement ou une fluctuation périodique. Les oscillations sont soit à...) d'un nanotube de carbone (Les nanotubes de carbone sont une forme allotropique du carbone appartenant à la famille des...). En effet, ces nanotubes sont capables d'effectuer un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) d'oscillations sans s'estomper, ce qui montre leur faible interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) avec l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) et en fait d'excellents qubits potentiels. Cette propriété permettrait une plus grande fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée...) dans le calcul quantique.

Cependant, un problème persistait dans la lecture et l'écriture de l'information stockée dans les deux premiers niveaux d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) de ces oscillateurs. Les scientifiques ont réussi à prouver qu'il est possible de lire cette information en exploitant le couplage entre les électrons, une particule chargée négativement, et le mode de flexion de ces nanotubes. Cela permet de changer suffisamment l'espacement entre les premiers niveaux d'énergie et de les rendre ainsi accessibles indépendamment des autres niveaux pour lire l'information qu'ils contiennent. Il reste désormais à vérifier expérimentalement ces prédictions théoriques prometteuses.

Bibliographie:
Proposal for a Nanomechanical Qubit. F. Pistolesi, A.N. Cleland et A. Bachtold. Physical Review X, le 3 août 2021. http://arxiv.org/abs/2008.10524
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