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Un atome d'antimoine dans du silicium pour obtenir un ordinateur quantique

Des chercheurs du Sandia National Laboratories ont réussi à utiliser un générateur de faisceau d'ions pour insérer un atome d’antimoine dans un substrat de silicium courant. Le processus n’a pris que quelques microsecondes. L’atome d’antimoine compte cinq électrons, soit un de plus que l’atome de silicium. Comme les électrons s’apparient, l'électron d'antimoine impair reste libre.

Ensuite, les chercheurs ont soumis cet électron libre à la pression d'un champ électromagnétique et ils ont pu contrôler son « spin » et le positionner vers le haut ou vers le bas. Car, dans l'informatique quantique, c’est le spin qui permet aux électrons de servir de bits quantiques, ou « qubits ». Contrairement aux ordinateurs traditionnels dont les bits peuvent prendre la valeur 0 ou 1, un qubit peut prendre simultanément la valeur 0 et 1. Cet état est connu sous le nom de superposition.

Maintenant qu'ils ont réussi à insérer un atome libre dans le silicium, les chercheurs pensent qu'ils peuvent en insérer un deuxième à bonne distance pour qu’ils communiquent entre eux. À ce moment-là, ils auront créé un circuit informatique quantique. Les équipes du Sandia National Laboratories comptent réaliser ce nouvel exploit plus tard cette année. « Notre méthode est prometteuse parce qu’elle consiste à lire le spin de l'électron plutôt que sa charge électrique. Cela signifie que l’information n’est pas avalée par l’arrière-plan statique et qu’elle reste à une place cohérente pendant un temps relativement long », souligne le physicien Meenakshi Singhl.

Autre avantage : la fabrication en masse du substrat est bien rodée et le silicium coûte beaucoup moins cher que les matériaux supraconducteurs spécialisés. « La précision de cette nouvelle technique pourrait permettre aux fabricants de créer des structures multi-qubits plus complexes », ont déclaré les chercheurs.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Phys

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