Cinq qubits de spin en silicium pilotés simultanément avec une grande fidélité

Des physiciens du RIKEN Center for Emergent Matter Science et leurs collaborateurs ont démontré un pilotage très précis de plusieurs qubits de spin en silicium fonctionnant en même temps. L’étude a été publiée le 15 octobre dans Nature Physics.

Les expériences ont utilisé un réseau de cinq qubits reliés à une ligne de commande micro-ondes commune. En identifiant une cause majeure d’erreurs lors du fonctionnement simultané, l’équipe a mis au point une technique qui réduit ces erreurs et préserve la précision.

Pourquoi le pilotage simultané est difficile

Les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques, ou qubits, qui peuvent exister dans des combinaisons de 0 et de 1. Les qubits de spin en silicium stockent l’information dans le spin d’électrons individuels confinés dans le silicium, et des calculs fiables exigent un contrôle extrêmement précis de ces spins. Les signaux micro-ondes assurent ce contrôle, mais faire fonctionner plusieurs qubits à la fois peut engendrer des effets indésirables qui nuisent à la précision.

Les chercheurs ont attribué une grande partie du problème au décalage Stark en courant alternatif. Cet effet se produit lorsque les signaux de commande micro-ondes modifient les niveaux d’énergie effectifs d’un qubit, entraînant des changements de phase de son état quantique. Ces décalages de phase peuvent perturber le fonctionnement prévu de chaque qubit, en particulier lorsque plusieurs sont pilotés ensemble.

Ce que cela signifie

« Cela montre qu’un pilotage de haute fidélité peut être maintenu même lorsque plusieurs qubits fonctionnent en même temps, et c’est une étape importante vers le passage à l’échelle des processeurs quantiques en silicium », a déclaré Leon Camenzind, chercheur au RIKEN et co-premier auteur, qui a supervisé les expériences. Le résumé dont nous disposons ne donne pas les chiffres de fidélité, qui figurent dans l’article. Plus d’informations dans notre rubrique Science.