Contrôler le spin de l'électron pour soutenir l'informatique quantique
Depuis le début de l'informatique, les besoins croissants ont imposé de mettre au point des ordinateurs toujours plus rapides et puissants. L'informatique quantique promet d'être une véritable révolution en associant la physique, les mathématiques et l'informatique. Elle fait appel à des algorithmes quantiques afin d'accélérer les calculs de manière exponentielle, et s'appuie sur les propriétés du spin des électrons dans une structure atomique nommée point quantique (QD). Les points quantiques à semi-conducteurs sont parmi les plus prometteurs des émetteurs de photon unique, car ils intègrent des propriétés photoniques avec le spin d'un ion magnétique. Ce spin magnétique peut être manipulé indépendamment et stocker l'information. De nombreuses techniques ont été proposées pour manipuler et lire le spin des électrons des points quantiques, mais le processus complet reste un défi. Le projet SESAM («Single spin manipulation towards quantum computation») financé par l'UE s'est attaqué à ce problème dans le but de concevoir de nouveaux outils expérimentaux capables de lire le spin des électrons dans des ions magnétiques. Auparavant, des membres du projet avaient réussi à construire un point quantique contenant un seul ion manganèse (Mn). Le projet en cours a réussi à basculer l'orientation du spin d'un électron de l'ion Mn en contrôlant l'excitation via la recombinaison d'excitons noirs. Ceci permet de contrôler la dynamique du spin, un point essentiel pour traiter l'information quantique. En outre, les scientifiques ont construit la sonde expérimentale adéquate et optimisé les propriétés fondamentales du système afin de conduire des mesures via une technique de photoluminescence sous champ magnétique intense. Cette sonde a ensuite été modifiée pour envoyer des micro-ondes à l'échantillon afin de manipuler le spin des électrons du manganèse. Les scientifiques ont cependant constaté que les micro-ondes n'avaient aucun effet sur les spins de l'ion Mn isolé. Dans l'ensemble, le projet SESAM a étudié comment manipuler plus efficacement le spin des électrons d'un seul ion magnétique. Ses travaux ont apporté des connaissances importantes sur les technologies d'informatique quantique nécessaires à la mise au point d'un système de traitement.
