27/06/2012 - Nouveau progrès dans la conception des "bits quantiques" avec des atomes magnétiques de gadolinium

Menéame

Des chercheurs de l’Université de Saragosse et d’autres centres européens ont ouvert une "promettante voie" dans le développement des qubits, unités de mémoire des futurs ordinateurs quantiques.

Le travail, qui publie le magazine Physical Review Letters, se concentre sur une nouvelle conception moléculaire avec des atomes magnétiques de gadolinium.

Une équipe internationale, avec des chercheurs de centres de Saragosse, a développé des molécules qui ont un seul atome de gadolinium (élément chimique à effet magnétique-chaud) encapsulé à l’intérieur de deux structures moléculaires différentes. Le travail, qui a été sélectionné comme suggestion de l’éditeur dans le dernier numéro de la revue Physical Review Letters, ouvre une "nouvelle et prometteuse" voie pour le développement de 'qbits' ou 'bits quantiques', les composants de base des futurs ordinateurs quantiques.

L’une des conclusions "les plus importantes" selon les auteurs est que la vitesse et la fréquence d’exploitation de ces qubits dépendent de la forme de la molécule. Il est important de connaître cette donnée pour déterminer son application pratique. En particulier, les orientations de ce qu’on appelle l’espion, qui définit les états du qubit entre 0 et 1, ont été analysées.

Méthodes plus simples, moins coûteuses et reproductives

La découverte ouvre la porte à la "conception" rationnelle de qubits par des méthodes chimiques, beaucoup plus simples, bon marché et reproductives que les technologies coûteuses de micro et nanolitographie utilisées dans la fabrication de qubit à base de dispositifs semi-conducteurs ou supraconducteurs.

Il s’agit d’un pas vers la réalisation d’architectures quantiques intégrées dans des puces, plus grandes que celles qui existent actuellement et capables donc d’accomplir des tâches plus complexes.

Les ordinateurs quantiques utilisent les lois de la physique quantique pour effectuer des opérations logiques. Ils devraient révolutionner le monde de l’informatique, grâce à leur capacité à résoudre des tâches qui sont impossibles pour les ordinateurs actuels, ou "classiques," comme la simulation de nouveaux matériaux, la recherche dans de grandes bases de données ou le codage sécurisé de messages secrets, entre autres.

Les scientifiques sont confrontés depuis des années au défi de donner avec des matériaux appropriés pour fabriquer ces unités de mémoire, les qubits, et des portes logiques avec lesquelles construire des ordinateurs quantiques. Dans ce domaine s’inscrit la nouvelle recherche, à laquelle participent l’Institut des sciences des matériaux d’Aragon (Centre mixte CSIC-Université de Saragosse), l’Institut de nanoscience d’Aragón (Université de Saragoza), l’institut des sciences moléculaires de l’Université de Valence, l’Université à Stuttgart (Allemagne) et l’Université Nottingham (Royaume-Uni).

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Référence bibliographique:

M. J. Martínez-Pérez, S. Cardona-Serra, C. Schlegel, F. Moro, P. J. Alonso, H. Prima-García, J. M. Clemente-Juan, M. Evangelisti, A. Gaita-Ariño, J. Sesé, J. van Slageren, E. Coronado, F. Luis. "Gd-Based Single-Ion Magnets with Tunable Magnetic Anisotropy: Molecular Design of Spin Qubits". Phys. Rev. Lett. 108: 247213, 2012.

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