Les chercheurs ont développé une plateforme révolutionnaire de qubits de spin électronique assemblés atome par atome. Cela permet le contrôle simultané de plusieurs qubits, une étape significative par rapport à la capacité précédente de gérer un seul qubit. La plateforme offre une précision à l’échelle atomique et se distingue des autres plateformes de qubits en termes de flexibilité et de configuration.
Les scientifiques du Centre IBS pour les nanosciences quantiques (QNS) de l’Université Ewha Womans ont accompli une avancée révolutionnaire dans la science de l’information quantique. En partenariat avec des équipes du Japon, d’Espagne et des États-Unis, ils ont créé une nouvelle plateforme de qubits à spin électronique, assemblée atome-par atome sur une surface. Cette avancée a été publiée dans la revue Science le 6 octobre.
Contrôle multi-qubits
Contrairement aux précédents dispositifs quantiques atomiques sur des surfaces où un seul qubit pouvait être contrôlé, les chercheurs de QNS ont démontré avec succès la capacité de contrôler plusieurs qubits simultanément, permettant l’application de portes à un, deux et trois qubits.
Les qubits, unités fondamentales de l’information quantique, sont essentiels aux applications quantiques telles que l’informatique quantique, la détection et la communication. Soo-hyon Phark, l’un des chercheurs principaux du QNS, souligne l’importance de ce projet. « À ce jour, les scientifiques n’ont pu créer et contrôler qu’un seul qubit sur une surface, ce qui constitue une avancée majeure vers des systèmes multi-qubits », a-t-il déclaré.
La pointe STM (Fe) exploite le qubit du capteur et les qubits romotes, ce qui crée la nouvelle plate-forme à qubits multiples. Crédit : Institut des sciences fondamentales
Plateforme Qubit innovante
Dirigé par Yujeong Bae, Soo-hyon Phark et le réalisateur Andreas Heinrich, QNS a développé cette nouvelle plate-forme composée d’atomes magnétiques individuels placés sur une surface immaculée d’un mince isolant. Ces atomes peuvent être positionnés avec précision à l’aide de la pointe d’un microscope à effet tunnel (STM) et manipulés à l’aide de la résonance de spin électronique (ESR-STM). Ce contrôle à l’échelle atomique a permis aux chercheurs de manipuler les états quantiques de manière cohérente. Ils ont également établi la possibilité de contrôler des qubits distants, ouvrant ainsi la voie à une mise à l’échelle jusqu’à des dizaines ou des centaines de qubits dans un environnement sans défaut.
Yujeong Bae a souligné : « Il est vraiment étonnant que nous puissions désormais contrôler simultanément les états quantiques de plusieurs atomes individuels sur des surfaces. » La précision à l’échelle atomique de cette plateforme permet la manipulation à distance des atomes pour effectuer des opérations sur qubit individuellement, sans déplacer la pointe du STM.
Plateformes de qubits actuelles. Crédit : Institut des sciences fondamentales
Comparaison avec d’autres plateformes
Cette recherche marque une rupture significative par rapport aux autres plates-formes de qubits, telles que les dispositifs photoniques, les pièges à ions et à atomes et les dispositifs supraconducteurs. L’un des avantages uniques de cette approche basée sur le spin électronique basée sur la surface est la myriade de spins disponibles. espèces et la grande variété de géométries bidimensionnelles qui peuvent être assemblées avec précision.
Perspectives d’avenir
Pour l’avenir, les chercheurs prévoient des protocoles de détection, de calcul et de simulation quantiques utilisant ces architectures atomiques assemblées avec précision. Dans l’ensemble, les travaux des chercheurs de QNS devraient ouvrir la voie à une nouvelle ère de contrôle à l’échelle atomique dans la science de l’information quantique, consolidant ainsi la position de la Corée en tant que leader mondial dans ce domaine.
