Les recherches menées par l'Université d'Adélaïde ont rapproché le monde de la fiabilité, calcul quantique haute performance.

Une équipe internationale a mis au point une « pompe » à électron unique révolutionnaire. Le dispositif de pompe à électrons développé par les chercheurs peut produire un milliard d'électrons par seconde et utilise la mécanique quantique pour les contrôler un par un. Et c'est tellement précis qu'ils ont pu utiliser cet appareil pour mesurer les limites des équipements électroniques actuels.

Cela ouvre la voie à de futures applications de traitement de l'information quantique, y compris en défense, la cybersécurité et le cryptage, et l'analyse des mégadonnées.

"Cette recherche nous rapproche un peu plus du Saint Graal :fiable, calcul quantique haute performance, " déclare le chef de projet Dr. Giuseppe C. Tettamanzi, Chercheur principal, à l'Institut de photonique et de détection avancée de l'Université d'Adélaïde.

Publié dans la revue Lettres nano , les chercheurs rapportent également des observations du comportement des électrons qui n'ont jamais été vues auparavant - une découverte clé pour ceux du monde entier travaillant sur l'informatique quantique.

"L'informatique quantique, ou plus largement le traitement de l'information quantique, nous permettra de résoudre des problèmes qui ne seront tout simplement pas possibles avec les systèmes informatiques classiques, " dit le Dr Tettamanzi.

"Il fonctionne à une échelle proche d'un atome et, à cette échelle, la physique normale sort par la fenêtre et la mécanique quantique entre en jeu.

"Pour indiquer sa puissance de calcul potentielle, l'informatique conventionnelle fonctionne sur des instructions et des données écrites dans une série de 1 et de 0 – pensez-y comme une série d'interrupteurs marche/arrêt ; en informatique quantique, toutes les valeurs possibles entre 0 et 1 sont disponibles. Nous pouvons alors augmenter de façon exponentielle le nombre de calculs qui peuvent être effectués simultanément."

Cette équipe de l'Université d'Adélaïde, en collaboration avec l'Université de Cambridge, Université Aalto en Finlande, Université de Nouvelle-Galles du Sud, et l'Université de Lettonie, travaille dans un domaine émergent appelé optique quantique électronique. Cela implique une préparation contrôlée, manipulation et mesure d'électrons isolés. Bien qu'un nombre considérable de travaux aient été consacrés dans le monde entier à la compréhension du transport quantique électronique, il reste encore beaucoup à comprendre et à réaliser.

"Atteindre le contrôle total des électrons dans ces nano-systèmes sera très bénéfique pour la mise en œuvre réaliste d'un ordinateur quantique évolutif. Nous, bien sûr, contrôlent les électrons depuis 150 ans, depuis la découverte de l'électricité. Mais, à cette petite échelle, les vieilles règles de la physique peuvent être rejetées, " dit le Dr Tettamanzi.

"Notre objectif final est de fournir un flux d'électrons fiable, continue et cohérente - et dans cette recherche, nous avons réussi à faire un grand pas vers l'informatique quantique réaliste.

"Et, peut-être tout aussi excitant, en cours de route, nous avons découvert de nouveaux effets quantiques jamais observés auparavant, où, à des fréquences spécifiques, il y a compétition entre différents états pour la capture des mêmes électrons. Cette observation contribuera aux avancées dans ce domaine qui change la donne."