Un pas de plus vers les ordinateurs quantiques
Les ordinateurs basés sur des bits quantiques (qubits) au lieu de bits de type standard ont la possibilité d'exécuter des calculs à un rythme exponentiellement supérieur à celui des ordinateurs courants. Les ordinateurs quantiques autorisent des applications illimitées aux calculs numériques complexes - pensez à l'énorme différence de capacité entre une calculatrice et un ordinateur en termes d'exécution rapide de calculs répétitifs. La puissance des qubits repose sur leur capacité à exister dans plus d'un état à la fois - terminé «0» ou «1», désormais «0 et 1» devient également une possibilité. Toutefois, un phénomène d'interférence appelé décohérence s'est révélé être un obstacle majeur à la performance requise pour le calcul quantique. La décohérence fait référence aux changements aléatoires dans les états quantiques, une instabilité qui entraîne une perte d'information. Le principal problème au traitement des qubits est donc la décohérence. Plusieurs concepts de qubits sont basés sur ce qu'on appelle l'effet Josephson dans les supraconducteurs (LTS) à basse température critique, où la température critique est celle à laquelle un matériau devient supraconducteur. L'effet Josephson, la capacité des électrons à «traverser» des zones non conductrices très minces en l'absence d'une tension externe appliquée, semble provenir de l'incohérence des électrons dans les deux supraconducteurs séparés par la zone traversés. Le système de deux semi-conducteurs et l'espace généralement non conducteur les séparant est la jonction Josephson (JJ). Des chercheurs européens soutenus par le financement du projet HYBMQC ont cherché à démontrer la faisabilité de concevoir des qubits de grande qualité partiellement basés sur l'effet Josephson dans des supraconducteurs à haute température critique (HTS) en vue d'une protection quantique intrinsèque contre la décohérence. Les scientifiques ont mené plusieurs expériences en comparant l'effet Josephson dans les LTS et les HTS. Ils se sont concentrés sur des alternatives aux jonctions en niobium (Nb) conventionnelles, y compris le nitrure de niobium (NbN). Ces jonctions ont été caractérisées par des régimes modérément amortis (MDR), l'amortissement étant capable de former un passage quantique macroscopique à des températures inférieures par rapport aux jonctions Josephson conventionnelles. Les jonctions Josephson HTS semblaient offrir des fonctionnalités comparables à celle des jonctions Josephson LTS, avec plus de flexibilité. Les progrès en contrôle des jonctions Josephson HTS ont permis de concevoir un dispositif d'interférence quantique HTS (rf-SQUID) et de lancer un nouveau concept hybride intégrant des nanofils d'arséniure d'indium (InAs). L'efficacité des qubits produits par l'équipe du projet HYBMQC au moyen de plateformes de jonction classiques ouvre la voie à la fabrication de nouveaux matériaux offrant des fonctions potentiellement novatrices.
