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La nouvelle puce quantique à base de diamant du MIT est la plus grande à ce jour

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Un rendu stylisé de la puce photonique quantique et de son processus d'assemblage.Noel H Wan / MIT

Les chercheurs du MIT ont mis au point un procédé pour fabriquer et intégrer des «atomes artificiels» avec des circuits photoniques et, ce faisant, sont capables de produire la plus grande puce quantique de ce type.

Les atomes, créés par des défauts à l'échelle atomique dans des tranches microscopiquement minces de diamant, permettent d'augmenter la production de puces quantiques.

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Un tournant pour les processeurs quantiques

Le nouveau développement «marque un tournant» dans le domaine des processeurs quantiques évolutifs, a expliqué Dirk Englund, professeur associé au Département de génie électrique et d’informatique du MIT, dans un communiqué de presse.

Des millions de processeurs quantiques seront nécessaires pour l'avènement imminent et très médiatisé de l'informatique quantique. Cette nouvelle recherche montre qu'il existe un moyen viable d'augmenter la production de processeurs, selon l'équipe du MIT.

Les qubits de la puce nouvellement développée sont des atomes artificiels fabriqués à partir de défauts dans le diamant. Ceux-ci peuvent être poussés par la lumière visible et les micro-ondes, ce qui les fait émettre des photons qui transportent des informations quantiques.

Cette approche hybride est décrite par Englund et ses collègues dans une étude publiée dansLa nature.L'article détaille comment l'équipe a soigneusement sélectionné des «micro-puces quantiques» contenant plusieurs qubits à base de diamant et les a intégrés sur un circuit intégré photonique en nitrure d'aluminium.

La `` vision ultime '' des systèmes qubit

«Au cours des 20 dernières années d'ingénierie quantique, la vision ultime était de fabriquer de tels systèmes de qubit artificiels à des volumes comparables à ceux de l'électronique intégrée», a expliqué Englund. «Bien qu'il y ait eu des progrès remarquables dans ce domaine de recherche très actif, les complications de fabrication et de matériaux n'ont jusqu'à présent donné que deux à trois émetteurs par système photonique.

En utilisant leur méthode hybride, Englund et son équipe ont réussi à construire un système de 128 qubits. Ce faisant, ils sont entrés dans l'histoire en construisant la plus grande puce de photonique atomique artificielle intégrée à ce jour.

«C’est assez passionnant en termes de technologie», a déclaré Marko Lončar, professeur Tiantsai Lin de génie électrique à l’université de Harvard, qui n’était pas impliqué dans l’étude, au MIT News. «Ils ont pu obtenir des émetteurs stables dans une plate-forme photonique tout en conservant de très belles mémoires quantiques.»

La prochaine étape pour les chercheurs est de trouver un moyen d'automatiser leur processus. Ce faisant, ils permettront la production de puces encore plus grandes, ce qui sera nécessaire pour les ordinateurs quantiques modulaires et les répéteurs quantiques multicanaux qui transportent des qubits sur de longues distances, selon les chercheurs.


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