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Avancées majeures pour l’ordinateur quantique

 
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ufolibre
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MessagePosté le: Ven 23 Nov - 16:59 (2007)    Sujet du message: Avancées majeures pour l’ordinateur quantique Répondre en citant

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Citation:
Une équipe de l’Université de Yale (Etats-Unis) est parvenue à concrétiser deux challenges majeurs dans la réalisation d’un éventuel futur ordinateur quantique : une source de photons individuels conservant l’intrication, et la propagation de ce photon à un autre qubit.
L’informatique classique utilise un système binaire, fait de 0 et de 1 (appelés bits), pour stocker et transmettre l’information. L’idée d’un ordinateur quantique serait d’utiliser des bits quantiques ou "qubits", capables de se mettre dans une superposition de ces états 0 et 1. Une telle intrication d’états permettrait de réaliser des calculs beaucoup plus vite que les ordinateurs classiques, et même des opérations impossibles aux ordinateurs actuels.  
Notamment, les systèmes de cryptage utilisés pour protéger les données sont actuellement basés sur l’impossibilité pour les ordinateurs de factoriser rapidement des grands nombres en nombres premiers : si on prend un nombre suffisamment grand, sa factorisation en nombres premiers peut se compter en années, voire en siècles. Un ordinateur quantique serait capable de réaliser une telle opération en quelques secondes, rendant tous les systèmes de cryptage actuels obsolètes.  
La réalisation d’un véritable ordinateur quantique n’en est encore qu’à ses balbutiements. Son fonctionnement nécessite que les qubits interagissent avec un couplage fort, et qu’ils puissent se découpler facilement, deux conditions difficiles à concilier. En effet, tout couplage avec un autre système (atome, molécule...) peut réduire cette superposition à néant, laissant la particule dans un état bien déterminé 0 ou 1, et perdant ainsi l’information quantique qu’elle véhiculait.  
Des chercheurs de l’Université de Yale (USA) ont apporté des solutions à ces problèmes. La première a permis de coupler deux qubits placés chacun dans une cavité, et séparés par un résonnateur, qui fait office de "bus", employant des matériaux supraconducteurs et des jonctions Josephson. Au départ, les qubits sont dans leur état fondamental, et une onde électromagnétique de longueur d’onde millimétrique est établie dans le résonnateur. Le premier qubit est excité avec des micro-ondes, ce qui le place dans une superposition d’états (état fondamental et premier état excité).  
Cette superposition d’états est alors couplée au champ électromagnétique du résonnateur, puis tranférée au second qubit. La mesure du champ électromagnétique et de l’état du second qubit montre que la phase et l’amplitude de l’état quantique sont transmises à travers le circuit. Les chercheurs sont même parvenus à utiliser non plus des ondes millimétriques dans la cavité, mais des photons virtuels. Cette technique permet de coupler les qubits à grande distance, sans avoir besoin de perturber la cavité.  
Un deuxième travail de poids a été la démonstration d’un "pistolet à photons individuels". L’utilisation d’un résonnateur confine l’état quantique, ce qui ne permet pas de le propager n’importe où. Les scientifiques de Yale sont parvenus à transférer l’état quantique d’un qubit à un photon se déplaçant dans le résonnateur, grâce à l’émission spontanée. Des photons individuels sont ainsi émis, transportant l’information quantique et la transférant au second qubit.  
Ces opérations élémentaires constituent de véritables avancées pour la recherche fondamentale, autant que pour les applications potentielles. Il ne faut pas perdre de vue qu’il sera nécessaire de les appliquer à plusieurs centaines ou milliers de qubits dans un véritable ordinateur quantique.  
source : P. HIREL via spectrosciences  


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MessagePosté le: Lun 23 Juin - 09:21 (2008)    Sujet du message: Avancées majeures pour l’ordinateur quantique Répondre en citant


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