Les ordinateurs quantiques pourraient augmenter considérablement les capacités des systèmes informatiques, apportant des changements majeurs dans le monde entier. Cependant, il y a encore un long chemin à parcourir avant qu'un tel appareil puisse réellement être construit, parce qu'il n'a pas encore été possible de transférer des concepts moléculaires existants dans des technologies d'une manière pratique. Cela n'a pas empêché les chercheurs du monde entier de développer et d'optimiser de nouvelles idées pour des composants individuels. Des chimistes de l'université Friedrich Schiller d'Iéna (Allemagne) ont maintenant synthétisé une molécule qui peut remplir la fonction d'unité de calcul dans un ordinateur quantique. Ils rendent compte de leurs travaux dans le numéro actuel de la revue de recherche Communications chimiques .

"Pour pouvoir utiliser une molécule comme qubit - l'unité d'information de base dans un ordinateur quantique - elle doit avoir un état de spin suffisamment long, qui peut être manipulé de l'extérieur, " explique le professeur Dr. Winfried Plass de l'Université d'Iéna. " Cela signifie que l'état résultant de l'interaction des spins des électrons de la molécule, c'est-à-dire l'état de spin, doit être suffisamment stable pour que l'on puisse saisir et lire des informations. » La molécule créée par Plass et son équipe remplit précisément cette condition.

Cette molécule est ce qu'on appelle un composé de coordination, contenant à la fois des parties organiques et métalliques. « La matière organique forme un cadre, dans laquelle les ions métalliques sont positionnés de façon très particulière, " dit Benjamin Kintzel, qui a joué un rôle de premier plan dans la production de la molécule. "Dans notre cas, il s'agit d'un complexe trinucléaire de cuivre. Sa particularité est qu'à l'intérieur de la molécule, les ions de cuivre forment un triangle équilatéral précis. ce qui en fait un qubit manipulable de l'extérieur.

"Même si nous savions déjà à quoi devrait ressembler notre molécule en théorie, cette synthèse est quand même un sacré challenge, " dit Kintzel. " En particulier, la réalisation du positionnement triangulaire équilatéral est difficile, car nous avons dû cristalliser la molécule pour la caractériser précisément. Et il est difficile de prédire comment une telle particule se comportera dans le cristal. avec l'utilisation de différents outils chimiques et procédures de mise au point, les chercheurs ont réussi à obtenir le résultat souhaité.

Selon les prédictions théoriques, la molécule créée à Iéna offre un avantage fondamental supplémentaire par rapport aux autres qubits. "Le plan de construction théorique de notre composé de cuivre prévoit que son état de spin peut être contrôlé au niveau moléculaire à l'aide de champs électriques, " note Plass. " Jusqu'à présent, les champs magnétiques ont été principalement utilisés, mais avec ceux-ci, vous ne pouvez pas vous concentrer sur des molécules uniques. » Un groupe de recherche à Oxford, ROYAUME-UNI., qui coopère avec les chimistes d'Iéna, mène actuellement des expériences pour étudier cette caractéristique de la molécule synthétisée à l'Université d'Iéna.