Une équipe de chercheurs de l'UCLA a établi un nouveau record pour la préparation et la mesure des bits quantiques, ou qubits, à l'intérieur d'un ordinateur quantique sans erreur. Les techniques qu'ils ont développées facilitent la construction d'ordinateurs quantiques qui surpassent les ordinateurs classiques pour des tâches importantes, y compris la conception de nouveaux matériaux et produits pharmaceutiques. La recherche est publiée dans la revue à comité de lecture, revue en ligne en libre accès, Informations quantiques npj , publié par Nature et incluant les recherches exceptionnelles sur l'information quantique et l'informatique quantique.

Actuellement, les ordinateurs quantiques les plus puissants sont des dispositifs « quantiques à échelle intermédiaire bruitée » (NISQ) et sont très sensibles aux erreurs. L'erreur de préparation et de mesure des qubits est particulièrement lourde :pour 100 qubits, une erreur de mesure de 1 % signifie qu'un appareil NISQ produira une réponse incorrecte environ 63 % du temps, a déclaré l'auteur principal Eric Hudson, professeur de physique et d'astronomie à l'UCLA.

Pour relever ce défi majeur, Des collègues de Hudson et de l'UCLA ont récemment développé un nouveau qubit hébergé dans un ion baryum radioactif. Cet "ion boucle d'or" a des propriétés presque idéales pour réaliser des dispositifs quantiques à taux d'erreur ultra-faible, permettant au groupe UCLA d'atteindre un taux d'erreur de préparation et de mesure d'environ 0,03 %, inférieur à toute autre technologie quantique à ce jour, a déclaré le co-auteur principal Wesley Campbell, également professeur de physique et d'astronomie à l'UCLA.

Le développement de ce nouveau qubit passionnant à l'UCLA devrait avoir un impact sur presque tous les domaines de la science de l'information quantique, dit Hudson. Cet ion radioactif a été identifié comme un système prometteur dans les réseaux quantiques, sentir, Horaire, simulation et calcul, et l'article des chercheurs ouvre la voie à des dispositifs NISQ à grande échelle.

Les co-auteurs sont l'auteur principal Justin Christensen, un chercheur postdoctoral dans le laboratoire d'Hudson, et David Hucul, un ancien chercheur postdoctoral dans les laboratoires Hudson et Campbell, qui est maintenant physicien au U.S. Air Force Research Laboratory.