L'équipe du professeur Michelle Simmons de l'UNSW Sydney a fait la démonstration d'un capteur compact pour accéder aux informations stockées dans les électrons des atomes individuels, une percée qui nous rapproche un peu plus de l'informatique quantique évolutive dans le silicium.

La recherche, menée au sein du groupe Simmons au Centre d'excellence pour le calcul quantique et les technologies de communication (CQC2T) avec un doctorat. l'étudiante Prasanna Pakkiam en tant qu'auteur principal, a été publié aujourd'hui dans la prestigieuse revue Examen physique X .

Les bits quantiques (ou qubits) fabriqués à partir d'électrons hébergés sur des atomes uniques dans des semi-conducteurs sont une plate-forme prometteuse pour les ordinateurs quantiques à grande échelle, grâce à leur stabilité durable. La création de qubits en positionnant et en encapsulant avec précision des atomes de phosphore individuels dans une puce de silicium est une approche australienne unique que l'équipe de Simmons a menée à l'échelle mondiale.

Mais l'ajout de toutes les connexions et portes nécessaires à la mise à l'échelle de l'architecture des atomes de phosphore allait être un défi, jusqu'à présent.

"Pour surveiller ne serait-ce qu'un qubit, vous devez construire plusieurs connexions et portes autour d'atomes individuels, où il n'y a pas beaucoup de place, " dit le professeur Simmons. " Qui plus est, vous avez besoin de qubits de haute qualité à proximité pour qu'ils puissent se parler, ce qui n'est réalisable que si vous avez le moins d'infrastructures de portail possible autour d'eux. »

Par rapport à d'autres approches pour faire un ordinateur quantique, Le système de Simmons avait déjà une densité de grille relativement faible. Pourtant, la mesure conventionnelle nécessitait toujours au moins 4 portes par qubit :1 pour le contrôler et 3 pour le lire.

En intégrant le capteur de lecture dans l'une des portes de contrôle, l'équipe de l'UNSW a pu réduire cela à seulement deux portes :1 pour le contrôle et 1 pour la lecture.

"Non seulement notre système est plus compact, mais en intégrant un circuit supraconducteur attaché à la grille nous avons maintenant la sensibilité pour déterminer l'état quantique du qubit en mesurant si un électron se déplace entre deux atomes voisins, ", déclare l'auteur principal Pakkiam.

"Et nous avons montré que nous pouvons faire cela en temps réel avec une seule mesure - une seule prise - sans avoir besoin de répéter l'expérience et de faire la moyenne des résultats."

« Cela représente une avancée majeure dans la façon dont nous lisons les informations intégrées dans nos qubits, " conclut Simmons. " Le résultat confirme que la lecture à porte unique des qubits atteint maintenant la sensibilité nécessaire pour effectuer la correction d'erreur quantique nécessaire pour un ordinateur quantique évolutif. "

Première entreprise australienne d'informatique quantique

Depuis mai 2017, La première entreprise d'informatique quantique d'Australie, Silicon Quantum Computing Pty Limited (SQC), a travaillé pour créer et commercialiser un ordinateur quantique basé sur une suite de propriété intellectuelle développée au Centre d'excellence australien pour le calcul quantique et les technologies de communication (CQC2T).

Co-localisé avec CQC2T sur le campus UNSW à Sydney, SQC investit dans un portefeuille de projets de développement technologique parallèles dirigés par des chercheurs quantiques de renommée mondiale, dont l'Australienne de l'année et professeure lauréate Michelle Simmons. Son objectif est de produire un dispositif de démonstration de 10 qubits en silicium d'ici 2022 en tant que précurseur d'un ordinateur quantique à base de silicium à l'échelle commerciale.

SQC pense que l'informatique quantique aura finalement un impact significatif sur l'économie mondiale, avec des applications possibles en conception de logiciels, apprentissage automatique, planification et planification logistique, analyse financière, modélisation boursière, vérification des logiciels et du matériel, modélisation climatique, conception et test rapides de médicaments, et la détection et la prévention précoces des maladies.

Créé via une coalition unique de gouvernements, entreprises et universités, SQC est en concurrence avec certaines des plus grandes multinationales technologiques et des laboratoires de recherche étrangers.

En plus de développer sa propre technologie propriétaire et sa propriété intellectuelle, SQC continuera à travailler avec le CQC2T et d'autres participants des écosystèmes australiens et internationaux de l'informatique quantique, construire et développer une industrie de l'informatique quantique sur silicium en Australie et, finalement, commercialiser ses produits et services sur les marchés mondiaux.