Représentation du mode de flexion d'un nanotube, représenté ici en bleu turquoise, et de la localisation des électrons, en rouge et marron dans le tube. Crédit :Fabio Pistolesi
L'information quantique pourrait être à l'origine de la prochaine révolution technologique. Par analogie avec le bit en informatique classique, le qubit est l'élément de base de l'informatique quantique. Cependant, démontrer l'existence de cette unité de stockage d'informations et son utilisation reste complexe, et donc limité. Dans une étude publiée le 3 août 2021 dans Examen physique X , une équipe de recherche internationale composée du chercheur CNRS Fabio Pistolesi1 et de deux chercheurs étrangers a utilisé des calculs théoriques pour montrer qu'il est possible de réaliser un nouveau type de qubit, dans lequel l'information est stockée dans l'amplitude d'oscillation d'un nanotube de carbone.
Ces nanotubes peuvent effectuer un grand nombre d'oscillations sans diminuer, ce qui montre leur faible niveau d'interaction avec l'environnement, et en fait d'excellents qubits potentiels. Cette propriété permettrait une plus grande fiabilité du calcul quantique. Un problème persiste néanmoins en ce qui concerne la lecture et l'écriture des informations stockées dans les deux premiers niveaux d'énergie2 de ces oscillateurs.
Les scientifiques ont prouvé avec succès que cette information pouvait être lue en utilisant le couplage entre les électrons, une particule chargée négativement, et le mode de flexion de ces nanotubes. Cela modifie suffisamment l'espacement entre les premiers niveaux d'énergie pour les rendre accessibles indépendamment des autres niveaux, permettant ainsi de lire les informations qu'ils contiennent. Ces prédictions théoriques prometteuses n'ont pas encore été vérifiées expérimentalement.