Un pas de plus vers les superordinateurs quantiques
Publié par Michel le 06/01/2006 à 00:00
Source et Illustration: University of Oxford
Les scientifiques d'Oxford se sont rapprochés des superordinateurs quantiques par l'élaboration d'une nouvelle technique appelée "bang-bang", permettant de conserver les informations quantiques. L'idée sous-jacente au calcul quantique est basée sur la mécanique quantique (La mécanique quantique est la branche de la physique qui a pour but d'étudier et de décrire les phénomènes fondamentaux...), qui permet à une entité, comme un atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie...), d'exister dans plusieurs états simultanément. Le calcul quantique est un peu le Saint Graal de l'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des machines...) parce que chaque unité d'information possédant plus d'un état à la fois, les traitements seraient des milliards de fois plus rapides et la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) des ordinateurs considérablement augmentée.


Emprisonner l'information quantique

Il n'y a juste qu'un problème: personne ne sait encore comment construire un tel ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler...). Le plus grand obstacle est qu'un état quantique (En mécanique quantique, l'état d'un système décrit tous les aspects du système physique. Il est représenté par un objet mathématique qui donne le maximum...) n'est maintenu que tant que l'entité quantique n'interagit avec rien. Lorsque l'état est lu, ou qu'il y a interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) avec l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le...), la particule quantique (le "qubit (On nomme qubit (quantum + bit ; prononcé /kyoobit/), parfois écrit qbit, l'état quantique qui représente la plus petite unité de stockage d'information quantique. Il se compose d'une superposition...)") passe dans un état déterminé et perd donc sa qualité essentielle qui est d'exister dans plus d'un état à la fois. Le défi est d'isoler l'information quantique de son environnement.

L'équipe du Département des Sciences des Matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) d'Oxford avait décidé d'enfermer le qubit dans une "cage" constituée d'une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière...) sphérique de Carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) 60 (une "buckyball"), qui a une structure ressemblant à celle d'un ballon de football. Dans une certaine mesure, cela isolait bien le qubit, mais pas suffisamment toutefois.

L'étape suivante a été d'appliquer une méthode appelée "bang-bang": le qubit est à plusieurs reprises frappé par une impulsion puissante de micro-ondes ce qui change complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité...) la façon dont il interagit avec l'environnement. Le Docteur John Mortone explique: "La perte d'information ressemble à un enfant jouant à colin-maillard avec les yeux bandés. Nous faisions tourner continuellement l'enfant. En faisant cela suffisamment rapidement, l'information est restée intacte (c'est-à-dire que l'enfant n'est jamais parti très loin)".

Selon le Docteur Simon Benjamin, l'expérience a été un succès total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En physique le total n'est pas forcément...). "Nous avons été capables d'obtenir un très haut niveau de découplage du spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, qui est caractéristique de la nature de la particule, au...) du noyau d'avec son environnement, en gelant l'information exactement comme nous l'avions prévu. C'est probablement à partir de stratégies comme celle-ci que se formeront les éléments essentiels des ordinateurs quantiques du futur.

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