Il y a des
publications qui résonnent comme des coups de trompettes et roulements de tambour ! Et c’est
le cas de celle que je viens de traduire et vous propose aujourd’hui !
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PHYS ORG/SCIENCE X MARCH 2, 2020
Scientists
measure electron spin qubit without demolishing it
Les
scientifiques mesurent un qubit de spin électronique sans le démolir
par RIKEN
Crédits: CC0
Public Domain
Un groupe de
scientifiques du RIKEN Center for Emergent Matter Science au Japon a réussi à
prendre des mesures répétées du spin d'un électron dans un point quantique de
silicium (QD) sans changer son spin dans le processus. Ce type de mesure
"sans démolition" est important pour créer des ordinateurs quantiques
tolérants aux pannes. Les ordinateurs quantiques faciliteraient l'exécution de
certaines classes de calculs, comme les problèmes à plusieurs corps, qui sont
extrêmement difficiles et chronophages pour les ordinateurs conventionnels.
Essentiellement, cela implique de mesurer une valeur quantique qui n'est jamais
dans un seul état comme un transistor conventionnel, mais existe plutôt comme
un "état superposé" - de la même manière que le célèbre chat de Schrodinger
ne peut pas être dit vivant ou mort jusqu'à ce qu'il soit observé . En
utilisant de tels systèmes, il est possible d'effectuer des calculs avec des
qubits lesquels sont une superposition de deux valeurs, puis
de déterminer statistiquement le résultat correct. Les ordinateurs quantiques
qui utilisent des spins d'électrons uniques dans les QD en silicium sont
considérés comme attrayants en raison de leur évolutivité potentielle et parce
que le silicium est déjà largement utilisé dans la technologie électronique.
La
principale difficulté avec le développement d'ordinateurs quantiques,
cependant, est qu'ils sont très sensibles au bruit externe, ce qui rend la
correction des erreurs critique. Jusqu'à présent, les chercheurs ont réussi à
développer des spins d'électrons uniques dans des QD en silicium avec un long
temps de rétention d'informations et un fonctionnement quantique de haute
précision, mais la mesure quantique de non-démolition - c’est la clé pour une correction d'erreur efficace -
s'est avérée difficile à atteindre. La méthode conventionnelle pour lire les
spins d'un seul électron dans le silicium consiste à convertir les spins en
charges qui peuvent être rapidement détectées, mais malheureusement, le spin
des électrons est affecté par le processus de détection.
Récemment dans
une recherche publiée dans Nature Communications, l'équipe RIKEN a réalisé une
telle mesure de non-démolition. Le point de vue essentiel qui a permis au
groupe de progresser était d'utiliser le modèle d'interaction de type Ising -
un modèle de ferromagnétisme qui examine comment les spins d'électrons des
atomes voisins s'alignent, conduisant à la formation de ferromagnétisme dans
l'ensemble du réseau. Essentiellement, ils ont pu transférer les informations
de spin - vers le haut ou vers le bas - d'un électron dans un QD vers un autre
électron dans le QD voisin en utilisant l'interaction de type Ising dans un
champ magnétique, puis ont pu mesurer le spin du voisin en utilisant le
processus conventionnel afin de ne pas
affecter le spin d'origine et d'effectuer des mesures répétées et rapides du
voisin.
«Grâce à
cela», explique le directeur du groupe Seigo Tarucha, qui dirigeait le groupe
de recherche, «nous avons pu atteindre un taux de fidélité de non-démolition de
99%, et en utilisant des mesures répétées, nous obtiendrions une précision de
lecture de 95%. Nous avons également a montré que, théoriquement, cela pourrait
être porté à 99,6%, et on prévoit de
continuer à travailler pour atteindre ce niveau. "
Il continue:
"C'est très excitant, car si nous pouvons combiner notre travail avec des
portes haute fidélité à un et deux qubits, qui sont actuellement en cours de
développement, nous pourrions potentiellement construire une variété de
systèmes de traitement de l'information quantique tolérants aux pannes en
utilisant un plate-forme de points quantiques de silicium.
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Spinning quantum dots
More information: J. Yoneda et al. Quantum
non-demolition readout of an electron spin in silicon, Nature Communications
(2020). DOI: 10.1038/s41467-020-14818-8
Journal information: Nature Communications
Provided by RIKEN
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MON COMMENTAIRE
Il est parfois difficile de dire bravo a une équipe qui pense avoir atteint un type de
résultat pionnier et essentiel ….Il est exact que le problème de
décohérence quantique et de manière générale tous les problèmes de bruits
environnementaux au qubitit sont là
pour tout faire craquer ! …. DEMOLIR
UNE INTRICATION EST PLUS FACILE QUE LA CREER
Il est exact
aussi que chercher combines et
ruses pour se protéger de ces problèmes linévitables et quasi permanents est difficile et laborieux
Donc bravo à cette équiper japonaise !
Ceci dit
je me demande si des ordi
quantiques a un ou à 2 qubits ca va vraiment constituer la percée technologique qu’ ils imaginent et j’attends d’en voir le développement avec
curiosité !!!!!
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