Les physiciens de Cologne découvrent un nouvel effet super-délai pour les ordinateurs quantiques!

Veröffentlicht:

Von:

Köln, Deutschland - La recherche dans le domaine des ordinateurs quantiques a fait des progrès significatifs. Les physiciens de l'Université de Cologne ont découvert un effet supraconducteur dans les fils nano à partir d'isolateurs topologiques, qui est considéré comme décisif pour l'avenir des bits quantiques stables (qubits). Les résultats ont été publiés dans le magazine spécialisé "Nature Physics", et la preuve de la réflexion Crossed Andreev (Crossed Andreev Reflection-Car) est une étape importante dans le développement de cette technologie. Le titre de l'étude est "la réflexion sur les anreev croisée à longue portée dans les nanofils d'isolateurs topologiques proximisés par un supraconducteur" et a été réalisé par le Dr Junya Feng et le professeur Dr. Yoichi Ando. L'étude a été rédigée en coopération avec l'Université de Bâle.

Les isolateurs topologiques (TI) se sont imposés comme une base prometteuse pour des bits quantiques robustes basés sur les fermions Majorana. Les technologies de qubit actuelles sont souvent instables et sujets aux erreurs. Une nouvelle méthode pour la production de fils nano en isolateurs topologiques a été développée par Junya Feng, qui crée une structure plus propre et permet d'induire des corrélations supraconductrices dans ces fils nano. Ces corrélations sont essentielles pour la création et le contrôle des fantaisies de Majorana qui constituent la base des nouveaux bits quantiques.

Défis et possibilités

Un problème central dans le développement des ordinateurs quantiques est l'instabilité des technologies existantes. Les approches de qubit actuelles se battent avec des taux d'erreur qui restreignent gravement les performances des ordinateurs quantiques. Cependant, avec la découverte de la réflexion croisée d'Andreev, il existe un moyen prometteur d'améliorer ce taux de réussite. Ici, un électron injecté dans le fil Nano avec un autre, pour former un couple Cooper Superconducteur, qui crée une corrélation supraconductrice de grande envergure.

En plus des progrès des physiciens de Cologne, Microsoft a récemment introduit Majorana 1, le premier processeur quantique au monde basé sur des qubits topologiques. Ce processeur est conçu de telle manière qu'il permet à la mise à l'échelle jusqu'à un million de qubits sur une seule puce. La technologie associée utilise une combinaison d'arséniure d'indium, de semi-conducteur et d'aluminium, un supraconducteur pour former des fils nano topologiques superceptuels avec des modes Majora (MZMS). Les MZMS servent à stocker des informations mécaniques quantiques et pourraient révolutionner le traitement quantique.

La voie à la correction des erreurs

Dans les premières mesures du processeur Majorana 1, un taux d'erreur de seulement 1% a été trouvé, dans le but de réduire encore ce nombre. Le système montre une stabilité remarquable, les troubles énergétiques externes influencent rarement les états de qubit. Microsoft prévoit de réaliser un prototype de calcul quantique résistant aux erreurs dans les années à venir et travaille activement sur un nouveau backend qui simplifie la correction d'erreur via des impulsions numériques. Avec le développement d'un Tertron, un dispositif basé sur un point unique, l'étape suivante de la feuille de route est recherchée pour un calcul quantique tolérant par erreur.

Ensemble, les développements de l'Université de Cologne et de l'université de Microsoft montrent que les ordinateurs quantiques topologiques ont le potentiel d'améliorer considérablement le traitement de l'information quantique, qui promet des impulsions de grande échelle pour des domaines tels que les sciences des matériaux, l'agriculture et les découvertes chimiques. Les défis de l'état actuel de la technologie informatique quantique pourraient être considérablement réduits par ces nouvelles approches.

Les chercheurs et les développeurs du monde entier attendent avec impatience les progrès de la technologie de l'informatique quantique, tandis que le travail important du cluster d'excellence "Matter and Light for Quantum Information" (ML4Q) à Cologne, ainsi que les développements révolutionnaires chez Microsoft Open New Horizons.

Des informations supplémentaires peuvent être trouvées dans les études à University of Cologne href = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19792336/"> PubMed , ainsi que les derniers développements chez Microsoft sur leur blog DetailsOrtKöln, DeutschlandQuellen