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2019

par Guillaume Chastanet - publié le


Explorer les propriétés d’un qudit, élément clé de l’informatique quantique

Des physiciens ont démontré qu’il est possible de contrôler de façon quantique un spin unique multi-niveaux porté par un aimant moléculaire – constituant un « qudit » - permettant ainsi son étude approfondie. La maîtrise du « qudit », complémentaire du « qubit », est une étape fondamentale vers la conception d’un ordinateur quantique.

La réalisation d’un ordinateur quantique universel est l’un des objectifs scientifiques majeur du 21e siècle, tant ses promesses sont révolutionnaires : cryptographie inviolable, puissance de calcul démultipliée, simulation de procédés inaccessibles aux technologies classiques... Son principe repose sur le qubit, système quantique à deux niveaux, analogue quantique du bit classique. Aujourd’hui, le défi consiste à augmenter le nombre de qubits en interaction afin de réaliser des protocoles d’information quantique plus complexes et plus fiables. Dans ce cadre, les aimants moléculaires de taille nanométrique sont d’un intérêt majeur. L’information est portée par la direction de l’aimantation qui est multiple, contrairement aux aimants classiques qui n’en comportent que deux. Ils permettent donc de disposer de systèmes à d-états ou qudits. Ces dispositifs multi-niveaux rendent plus performants les processus impliqués dans la manipulation du spin quantique. L’utilisation de qudits permettrait également de simplifier certaines tâches de calcul, et donc les circuits requis pour réaliser un ordinateur quantique. Dans ce contexte, l’Institut Néel (CNRS) à Grenoble vient de démontrer un contrôle quantique total d’un système multi-niveaux.[en savoir plus]
© Neel (CNRS)

Generalized Ramsey Interferometry Explored with a Single Nuclear Spin Qudit
C. Godfrin, R. Ballou, E. Bonet, M. Ruben, S. Klyatskaya, W. Wernsdorfer, F. Balestro, Nature Partner Journal Quantum Information (2018), doi:10.1038/s41534-018-0101-3