Révolution en informatique quantique : des chercheurs découvrent de nouveaux matériaux !

Révolution en informatique quantique : des chercheurs découvrent de nouveaux matériaux !

Ces dernières années, l’informatique quantique est devenue l’un des domaines de recherche les plus prometteurs, susceptible de révolutionner le traitement de l’information. Au cœur de cette technologie se trouvent les bits quantiques, également appelés qubits, qui peuvent prendre plusieurs états en même temps grâce à leur capacité à se superposer. Alors que les ordinateurs classiques stockent les informations dans des bits qui ne représentent que les états 0 ou 1, les qubits peuvent être dans un état de superposition et ainsi augmenter considérablement la puissance de calcul. [uni-kiel.de] rapporté que deux qubits sont capables de représenter simultanément les quatre combinaisons (00, 01, 10, 11).

L’un des principaux défis de l’informatique quantique est la décohérence, un processus qui affecte la stabilité de ces superpositions quantiques. Le professeur Nahid Talebi de l'Université Christian Albrechts de Kiel explique que le refroidissement pour minimiser les perturbations est utile, mais complexe et coûteux. Les recherches actuelles se concentrent sur de nouveaux matériaux capables de produire des bits quantiques stables à des températures plus élevées.

Le nitrure de bore hexagonal comme nouveau matériau

Une nouvelle étude publiée le 8 mars 2025 dans Nature Communications explore le nitrure de bore hexagonal (hBN) comme matériau prometteur pour les applications de l'information quantique. Les centres de couleur du nitrure de bore peuvent émettre de la lumière et fonctionner comme des qubits. Cependant, la cohérence de ces centres de couleurs est instable. Le document de recherche, soumis le 14 janvier 2025 et révisé le 10 février 2025, s'intitule « Temps de décohérence du spin de l'état fondamental des centres $V_{B}$ dans le nitrure de bore hexagonal » et a été rédigé par Fatemeh Tarighi Tabesh et ses co-auteurs. Les résultats montrent que le temps de cohérence de l'écho de Hahn du spin électronique $V_{B}$ à température ambiante est d'environ 30 µs, ce qui représente une avancée dans la compréhension de la décohérence des défauts dans le hBN et jette les bases d'applications pratiques dans les technologies quantiques. [arxiv.org]

Un autre aspect important de cette recherche est la nouvelle méthode qui permet de mettre spécifiquement les défauts du nitrure de bore dans un état de superposition et de les lire individuellement. Ici, une source de photons pilotée par électrons est utilisée pour générer des éclairs de lumière qui amènent les défauts dans l’état de superposition. Ces éclairs lumineux durent une femtoseconde et demie, ils sont donc suffisants pour atteindre les états de superposition souhaités.

Perspectives et applications futures

Le potentiel de l’informatique quantique s’étend bien au-delà de la recherche fondamentale. [das-wissen.de] explique que les progrès dans ce domaine peuvent apporter des solutions à des problèmes complexes qui sont hors de portée des ordinateurs traditionnels. Les applications pourraient inclure la cryptographie, la science des matériaux, les produits pharmaceutiques et des problèmes d'optimisation complexes. L’intrication quantique, qui permet aux bits quantiques de changer d’état quelle que soit la distance physique, représente un autre avantage significatif.

Des entreprises telles que Google, IBM et Honeywell ont déjà réalisé des progrès significatifs en rendant les ordinateurs quantiques disponibles via des plateformes cloud. Cependant, pour tirer pleinement parti des avantages potentiels de cette technologie, une collaboration interdisciplinaire et des investissements dans la recherche et le développement sont nécessaires. Le défi consistant à garantir la stabilité des qubits reste une question centrale qui façonnera le développement futur de l’informatique quantique.