LMU Munich : L'informatique quantique progresse grâce aux atomes individuels

Des physiciens de la Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) font progresser le domaine de l'informatique quantique en se concentrant sur la manipulation contrôlée d'atomes individuels. Cette recherche a conduit à la création de planqc, une startup dédiée à l'exploitation du potentiel des calculs quantiques au niveau atomique.

La capacité à contrôler précisément les phénomènes quantiques est le fondement de nombreuses technologies modernes. Alors que les avancées antérieures impliquaient souvent le contrôle d'un grand nombre de particules, comme les photons ou les électrons, le contrôle ciblé d'atomes individuels offre une nouvelle frontière. Les concepts théoriques d'utilisation des atomes pour le calcul existent depuis les années 1990, mais les progrès technologiques récents dans la manipulation d'atomes uniques ont rendu la réalisation expérimentale réalisable, selon le professeur Johannes Zeiher.

Les travaux fondamentaux incluent la recherche de Ted Hänsch sur le refroidissement par laser dans les années 1970, qui a ouvert la voie à l'étude de systèmes atomiques complexes. Des développements tels que le microscope à gaz quantique d'Immanuel Bloch, qui permet la visualisation d'atomes individuels, ont considérablement amélioré le contrôle et permis des expériences où les atomes peuvent être utilisés pour des calculs.

L'informatique quantique fonctionne différemment de l'informatique classique, qui utilise des bits représentant soit 0 soit 1. Les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques, ou qubits, qui peuvent exister dans une superposition des deux états simultanément. Cette capacité permet aux ordinateurs quantiques d'explorer un espace de calcul beaucoup plus vaste, offrant le potentiel de résoudre des problèmes complexes insolubles pour les machines traditionnelles.

Dans cette approche, des états stables au sein des atomes sont définis comme des bits de calcul. Des lasers sont ensuite utilisés pour créer les états de superposition nécessaires aux calculs quantiques. Le processus nécessite le refroidissement des atomes et l'utilisation de techniques telles que les pinces optiques pour les positionner et les manipuler avec précision, afin de garantir des calculs quantiques exacts.