Une équipe de chercheurs du California Institute of Technology a découvert que des réseaux d'atomes de strontium Rydberg sont prometteurs pour une utilisation dans un ordinateur quantique. Dans leur article publié dans la revue Physique de la nature , les chercheurs décrivent leur étude des atomes de Rydberg alcalino-terreux enchevêtrés quantiques disposés en réseaux et ce qu'ils ont appris à leur sujet. Dans le même numéro, Wenhui Li, avec l'Université nationale de Singapour, a publié un article News &Views explorant l'état de la recherche en informatique quantique, et décrit le travail effectué par l'équipe du CIT.

Les ordinateurs quantiques capables d'effectuer un vrai travail de calcul n'ont toujours pas été réalisés, mais le travail se poursuit car les scientifiques sont convaincus que l'objectif sera atteint. Et comme le note Li, la plupart des ordinateurs quantiques de démonstration à un stade précoce sont basés sur des qubits supraconducteurs ou des plates-formes d'ions piégés, bien que d'autres systèmes soient à l'étude, également. L'un de ces systèmes est basé sur des atomes neutres dans lesquels les charges des protons et des électrons s'équilibrent. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont examiné un type de système d'atomes neutres basé sur des atomes de Rydberg (atomes excités avec un ou plusieurs électrons qui ont également un nombre quantique élevé). Pour utiliser de tels atomes dans un ordinateur quantique, elles doivent, bien sûr, être empêtré - et il doit y en avoir beaucoup, généralement disposés en rangée.

Dans leur travail, l'équipe du CIT a développé un moyen de démontrer l'enchevêtrement d'atomes de Rydberg dans des matrices et, dans le cadre du système, ils ont pu détecter et contrôler les qubits Rydberg avec une fidélité sans précédent. Pour réussir cet exploit, ils ont commencé par réaliser le couplage de photons entre différents niveaux de qubits à l'état fondamental de Rydberg, évitant ainsi la dispersion. Cela a également permis une détection efficace des états de Rydberg, améliorant considérablement la fidélité de détection. Les chercheurs ont également démontré un enchevêtrement à deux qubits en utilisant des potentiels de pince à épiler, également avec une grande fidélité.

Le résultat a montré que des fidélités supérieures à 0,99 pouvaient être obtenues avec des plates-formes à un ou deux qubits d'atomes de strontium Rydberg en réseau, lequel, l'équipe note, est proche de celui obtenu avec des qubits supraconducteurs ou des ions piégés. Il montre également que l'étude des ordinateurs quantiques basés sur des atomes neutres est une option de recherche viable dans la recherche d'une véritable solution informatique quantique.

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