Un pas de plus vers l'ordinateur quantique
Les ordinateurs quantiques s'appuient sur la mécanique quantique pour traiter les données, et pourraient conduire à un pas de géant en matière de puissance et de vitesse, mais ils sont encore dans leur prime enfance. L'une des méthodes les plus prometteuse pour réaliser un ordinateur quantique est d'utiliser des ions (des atomes avec une charge électrique) piégés, confinés en lévitation par l'action de champs électromagnétiques. Les qubits (les éléments de base de l'information quantique) sont stockés dans chaque ion sous forme d'états électroniques stables, et l'information quantique peut être traitée et transférée via le mouvement quantique collectif des ions dans le piège. Le projet QOSC2007 financé par l'UE visait des approches originales afin de coupler les ions piégés et de transférer l'information quantique entre eux. Le projet a cherché à réaliser un bus quantique à semi-conducteurs qui serait capable de coupler les états cinétiques d'ions piégés distants. Cette approche est d'une grande importance, aussi bien d'un point de vue fondamental que technologique, et pourrait élargir la portée des calculs quantiques à base de pièges à ions. Actuellement, la miniaturisation des pièges à ions se heurte à deux contraintes majeures: un bruit excessif de champ électrique provenant des électrodes de piégeage, et la charge électrostatique des pièges. Une façon de réduire le bruit électronique consiste à faire fonctionner le piège à très basse température. Pour s'attaquer à ces deux difficultés, le projet QOSC2007 a utilisé un seul ion piégé, à la fois comme détecteur de bruit extrêmement sensible et comme détecteur mobile de champ électrostatique. L'équipe a établi une relation possible entre le bruit de champ électrique et la contamination de la surface des électrodes du piège, ce qui suggère la possibilité de résoudre le problème en associant les outils de caractérisation standard des physiciens atomistes avec les techniques de nettoyage de la science des surface. Les chercheurs de QOSC2007 ont également conçu un processus de fabrication des pièges à ions pour réduire leur taille (ce qui augmente leur vitesse) et pour les assembler dans des «salles blanches».
