Du diamant pour fabriquer la mémoire des ordinateurs quantiques

Par 22 août 2011
Mots-clés : Smart city, Europe
du diamant a permis une grande avancée dans la mémoire des ordinateurs quantique

En combinant micro-ondes avec une couche de diamant, des chercheurs de l'Université de Vienne ont rendu possible la fabrication d'une micropuce stable pour l'informatique quantique.

Les diamants sont les meilleurs amis de la femme, mais aussi ceux des chercheurs de l’Université de Technologie de Vienne. Ces derniers, en utilisant certaines propriétés du diamant, ont en effet réussi à franchir une étape importante dans la réalisation d’une micropuce originale, qui pourrait être au coeur des ordinateurs quantiques de demain. Même si elle doit encore être optimisée, il semblerait, selon les informations diffusées dans un communiqué, que tous les éléments soient désormais réunis pour qu’elle soit capable d’opérations informatiques fiables. 

Atteindre le Graal du stockage des informations quantiques

Il s’agit bien là d’une avancée notoire. Depuis de nombreuses années, les ordinateurs quantiques sont le Saint-Graal de l’informatique. Ces ordinateurs pourraient, contrairement à des ordinateurs plus «classiques» qui exécutent des tâches les unes après les autres, occuper plusieurs états en même temps, et donc essayer différentes solutions possibles d’un même problème à la fois. Ces ordinateurs seraient ainsi beaucoup plus rapides que les ordinateurs actuels. Jusque là, plusieurs pistes ont été essayées, notamment pour stocker les informations quantiques. Mais ces dernières sont très fragiles, et ne se stabilisaient pas suffisamment longtemps pour être utilisables. Rappelons qu’un composant quantique doit répondre à un cahier des charges très précis : être capable de changer rapidement d’état, mais aussi, être capable de conserver son état quantique suffisamment longtemps pour que les calculs demandés aient le temps d’être effectués. «Il n’existe aucun système quantique unique capable de répondre à toutes ces exigences» a précisé, dans le communiqué, Johannes Majer, directeur des recherches à l’Université de Vienne. 

Mariage entre photons et diamants noirs

Mayer et son équipe ont eu l’idée de coupler deux systèmes quantiques différents sur une seule puce : micro-ondes et diamants. Ils se sont inspiré du principe de base des ordinateurs actuels, qui ont un processeur et une mémoire. Le processeur effectue les calculs, et la mémoire conserve dans un temps donné les résultats de ces calculs. Ici, la relation entre les deux systèmes quantiques est similaire : les processus rapides sont possibles grâce à un résonateur micro-onde, dont l’état quantique est défini par les photons émis. Ce dernier, lorsqu’il est couplé à une fine couche de diamant, est capable de stocker de manière suffisamment durable, ces états quantiques. 

Comble de l’expérience, si pour les bijoux, les diamants sont censés être irréprochablement purs, l’inverse est requis dans ce cas. Les diamants utilisés par les chercheurs sont bien meilleurs s’ils ont des défauts, en l'occurrence ici des atomes d’azote disséminés dans la structure carbone régulière du diamant. Un tel diamant est presque noir, mais c’est justement cette caractéristique qui lui permet de stocker des états quantiques : plus il est noir, plus la mémoire créée est stable.

 

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