Le groupe théorique dirigé par Gonzalo Muga du Département de chimie physique de l'UPV/EHU s'est associé au groupe expérimental de l'Institut national des normes et de la technologie à Boulder, États Unis, dirigé par David Wineland, le lauréat du prix Nobel de physique 2012, concevoir un bi-ion, robuste, porte logique quantique ultrarapide capable de fonctionner en moins d'une microseconde. Cette étude a été publiée en février dans la revue Examen physique A .
Cette recherche théorique explore ce qui pourrait être réalisé au-delà des limites technologiques actuelles pour motiver davantage le progrès expérimental. Avec les qubits (la version quantique du 0/1 bit), Les portes logiques sont les composants de base d'un ordinateur quantique. Ils doivent être rapides non seulement pour accélérer les calculs, mais aussi de minimiser les interactions nocives avec le bruit environnemental.
Dans les années 1980, Richard Feynman a proposé un « ordinateur quantique » qui surpasserait les ordinateurs ordinaires en exploitant des propriétés quantiques telles que la possibilité de calculer plusieurs chemins en parallèle. Plus de 30 ans plus tard, il est encore difficile à réaliser technologiquement, parce que le comportement quantique utile des atomes est facilement détruit par le bruit et les interactions indésirables. Pourtant, les chercheurs ont progressé avec de nouvelles architectures pour contrôler les systèmes physiques afin qu'ils se comportent comme prévu.
L'une des architectures les plus avancées utilise des ions piégés, qui peuvent être isolés et manipulés avec une grande précision à l'aide de lasers et d'électrodes pour produire des qubits et des portes quantiques. Portes à deux qubits, comme celui examiné dans l'étude, peut être utile pour d'autres applications de la technologie quantique, telles que les communications sécurisées. Cela en fait des portes particulièrement précieuses, mais les concevoir et les fabriquer est un défi. Une précision et une vitesse élevées sont cruciales pour effectuer des calculs arbitraires de manière tolérante aux pannes.
Selon Gonzalo Muga, ce travail "est un autre pas en avant parmi les nombreux qui restent à faire" vers la réalisation d'un ordinateur quantique, "capable de faire des calculs qui ne peuvent pas être abordés par un ordinateur traditionnel."
