Les scrapbooks ou réseaux sociaux sont des collections de données pour la plupart non triées. La recherche d'éléments uniques dans de très gros volumes de données, c'est-à-dire pour l'aiguille dans la botte de foin de données, est extrêmement complexe pour les ordinateurs classiques. Les scientifiques de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) ont maintenant mis en œuvre de manière quantique et exécuté avec succès l'algorithme de Glover, un processus de recherche rapide d'un élément de recherche dans des bases de données non triées. Leurs résultats sont rapportés dans le Lettres d'examen physique .

Un ordinateur quantique universel est toujours une vision. Des systèmes quantiques spéciaux qui promettent de résoudre certaines tâches plus rapidement qu'un ordinateur classique, cependant, jouent déjà un rôle important dans la science. Pour trouver de manière fiable un certain élément dans des données non triées, un ordinateur conventionnel doit parcourir successivement tous les éléments de recherche dans le cas le plus défavorable. Un système quantique avec un algorithme de recherche de Grover implémenté accélère quadratiquement la recherche.

Des équipes de recherche dirigées par les professeurs Wolfgang Wernsdorfer et Mario Ruben du KIT, avec des scientifiques de l'Institut Néel (Grenoble), ont réussi à le faire :les scientifiques ont appliqué l'algorithme de Grover à un aimant moléculaire et, Donc, créé un système quantique, dont la tâche est de trouver rapidement des éléments de recherche dans des données non triées.

Dans leur dernier projet de recherche, ils ont démontré la faisabilité d'une recherche rapide dans une petite base de données de quatre éléments. "Mais cette méthode peut être mise en œuvre dans n'importe quel système quantique avec de nombreux, niveaux d'énergie non équidistants, qui ouvre la voie à un algorithme de recherche quantique universel, " dit le professeur Ruben.

Les scientifiques ont mis en œuvre l'algorithme de Grover dans un aimant moléculaire qui a été soumis à une superposition avec des micro-ondes spécialement conçues. La superposition est un effet quantique, dans lequel une particule prend différents états en même temps. Lors de l'exécution des opérations quantiques, un transistor à molécule unique lit les résultats de la recherche. Une animation illustre ce processus.

Wolfgang Wernsdorfer, Professeur au Physikalisches Institut et à l'Institut de nanotechnologie (INT) du KIT, souligne que les états quantiques ont été manipulés à très basse température en utilisant exclusivement des champs électriques. « C'est pourquoi nous espérons que cette technologie pourra être intégrée dans les appareils électroniques actuels, " ajoute Wernsdorfer.

Le transistor moléculaire personnalisé a été synthétisé par l'équipe de Mario Ruben à l'INT et à l'Institut de chimie inorganique de KIT. En son centre, un atome de terbium à moment magnétique prononcé, un tour, est situé. Le terbium est entouré de molécules organiques qui le protègent des impacts extérieurs.