L'architecture du tableau d'atomes neutre pour l'informatique quantique a rapidement progressé au cours des dernières années, et une étude récente publiée dans Nature vient de révéler un autre pas en avant pour cette technologie. L'équipe de chercheurs de Harvard impliquée dans cette étude a conçu un système de réseau d'atomes neutres de 3 000 qubit capable de fonctionner en continu pendant plus de deux heures, ce qui va bien au-delà des durées de vie typiques de TRAP de seulement 60 secondes.
En règle générale, les systèmes de réseau d'atomes neutres organisent des atomes neutres, comme le rubidium, dans un réseau utilisant des poutres laser très focalisées, appelées pinces optiques. Les atomes individuels sont disposés et maintenus dans des conditions de vide, puis utilisés comme qubits pour effectuer l'informatique quantique et d'autres opérations. Cependant, la procédure entraîne la perte de certains atomes.
« Un défi exceptionnel associé à ces systèmes implique la perte d'atomes, provenant d'erreurs dans les opérations d'intrication, la lecture de l'État et la durée de vie du piège fini.
Le nouveau système de l'équipe ne nécessite plus un fonctionnement pulsé. Au lieu de cela, il utilise un système de bande transporteuse à réseau optique double pour transporter des réservoirs d'atomes froids dans une région scientifique. Là, les atomes sont placés dans les pincettes optiques à un taux de rechargement de 300 000 atomes par seconde, puis 30 000 Qubits sont initialisés par seconde, qui sont utilisés pour reconstituer en continu le réseau de 3 000 atomes. L'équipe a pu maintenir ce taux pendant plus de deux heures, tout en maintenant la cohérence et la polarisation du qubit, y compris pour les qubits dans les états de superposition.
Ce système permet de préserver les informations, même si les atomes sont remplacés, car les informations sont transférées à la nouvelle gamme d'atomes.
Bien que ces nouvelles réalisations soient impressionnantes, l'équipe estime que le système peut être encore amélioré. Les taux de rechargement peuvent potentiellement être améliorés en optimisant la lecture et le réarrangement à l'aide de l'IA et des réseaux de portes programmables sur le terrain (FPGA), ce qui les rend jusqu'à cinq fois plus rapides. Ils disent également que des tableaux plus grands et des temps de fonctionnement plus longs sont possibles avec une optique et une stabilisation améliorées.
« De plus, bien que les expériences actuelles démontrent un fonctionnement continu pendant plus de deux heures, une opération beaucoup plus longue bénéficierait d'une stabilisation active de la pince à pinceau SLM-AOD ou des procédures d'alignement automatisé de faisceau.
« Enfin, les lasers de piégeage de plus grande puissance et l'optique diffractive à haute efficacité, tels que les métasurfaces, peuvent être immédiatement déployés pour faire évoluer la taille de la zone de stockage et de préparation, soutenant le fonctionnement continu de dizaines de milliers de qubits atomiques », disent-ils.
Les avancées, comme celle-ci, peuvent permettre une distribution de réseautage quantique plus rapide et plus fiable et plus fiable, en plus de stimuler l'ingénierie des choses telles que les horloges atomiques en continu et les capteurs quantiques avec une stabilité et une bande passante plus élevées.
Écrit pour vous par notre auteur Krystal Kasal, édité par Lisa Lock, et vérifié et examiné par Robert Egan – cet article est le résultat d'un travail humain minutieux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour garder le journalisme scientifique indépendant en vie. Si ce rapport vous importe, veuillez considérer un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte comme un remerciement.
