Un futur ordinateur quantique, utilisant des bits quantiques, ou qubits, pourrait être en mesure de résoudre des problèmes qui ne sont pas traitables pour les ordinateurs classiques. Les scientifiques ont actuellement du mal à construire des appareils avec plus de quelques qubits, car ils entravent mutuellement le bon fonctionnement de l'autre.

Des chercheurs dirigés par le professeur Ferdinand Schmidt-Kaler et le Dr Ulrich Poschinger de l'université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) en Allemagne ont maintenant démontré le fonctionnement d'un registre à quatre qubits composé d'ions atomiques piégés dans un piège à micropuce. Les qubits ioniques peuvent être librement positionnés à l'intérieur du piège, de telle sorte que les opérations quantiques commandées par laser avec une grande précision restent possibles.

L'équipe a réalisé la génération d'un état intriqué de quatre qubits, dans lequel chacun des qubits perd son identité individuelle, mais le registre dans son ensemble a un état bien défini.

Ceci a été accompli par des opérations séquentielles sur des paires de qubits, entrelacé avec des opérations de mouvement ionique. L'état quantique résultant est porté par des qubits répartis sur des échelles macroscopiques allant jusqu'à plusieurs millimètres.

L'approche pour réaliser un ordinateur quantique basé sur le déplacement d'ions dans un piège micro-structuré a été initialement proposée par l'équipe du lauréat du prix Nobel de physique David J. Wineland appelée « CCD quantique » pour l'analogie avec le mouvement contrôlé des charges dans les dispositifs sous-jacents modernes appareils photo.

Le travail de Kaufmann et de ses collègues est paru dans le journal Lettres d'examen physique .