Des chercheurs maîtrisent les oscillations nucléaires pour faire avancer le stockage quantique

ParisDes chercheurs de l'Université de Technologie de Delft aux Pays-Bas ont réussi à contrôler les mouvements à l'intérieur du noyau d'un atome, marquant ainsi une avancée dans le stockage d'informations quantiques. Ils se sont concentrés sur un seul atome de titane-47 (Ti-47), qui possède un noyau légèrement magnétique en raison de la perte d'un neutron par rapport au titane-48. Ce magnétisme, appelé 'spin', pourrait jouer un rôle clé dans le stockage de l'information quantique.

Le noyau se trouve généralement isolé de son environnement et éloigné des électrons. Cependant, grâce à un processus appelé 'interaction hyperfine', le spin nucléaire peut être influencé par le spin d'un électron. Pour que ce phénomène se produise, un champ magnétique très faible et précis est nécessaire.

La recherche met en évidence ces points essentiels :

• Les chercheurs ont perturbé le spin de l'électron en utilisant une impulsion de tension.
• Le noyau et l'électron ont tourné ensemble pendant une fraction de microseconde.
• L'interaction a été scrutée de près grâce à un microscope à effet tunnel.
• Les calculs ont révélé qu'aucune information quantique n'avait été perdue pendant cette interaction.

Sander Otte, directeur de l'équipe de recherche, a déclaré que la manipulation de la matière à une échelle si infime n'est pas seulement théorique. Elle pourrait être utile pour le stockage d'informations quantiques.

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Le stockage de l’information quantique dans le noyau d’un atome contribue à la protéger contre les perturbations extérieures. Cela renforce la sécurité et la stabilité des systèmes de calcul quantique. Les informations quantiques sont extrêmement sensibles et peuvent facilement être perdues ou corrompues par des facteurs externes. Les garder à l'intérieur du noyau atténue ces risques.

Cette découverte valide les prédictions de Schrödinger sur la mécanique quantique et contribue à l'avancée de l'informatique quantique dans la pratique. En contrôlant avec précision les spins des électrons et des noyaux, les chercheurs peuvent développer de nouvelles méthodes pour effectuer des calculs quantiques et sécuriser les données de manière fiable.

Lukas Veldman, dont les recherches pour son doctorat ont été extrêmement précieuses, a souligné que ces manœuvres sont très délicates. Il a précisé que l'interaction hyperfine ne fonctionne que dans une plage de champ magnétique très précise.

Cette expérience démontre que les humains peuvent manipuler la matière à un niveau quantique, ce qui pourrait entraîner des avancées majeures dans le stockage de l'information quantique. Ces progrès pourraient être essentiels pour le développement d'ordinateurs quantiques pratiques, transformant ainsi la manière dont les données sont stockées et traitées à l'avenir.