Des chercheurs trouvent le lien photonique manquant pour permettre un Internet quantique tout en silicium

Leurs recherches, publiées dans La nature aujourd’hui, décrit leurs observations de plus de 150 000 qubits de photon-spin « centre T » de silicium, une étape importante qui ouvre des opportunités immédiates pour construire des ordinateurs quantiques massivement évolutifs et l’Internet quantique qui les connectera.

L’informatique quantique a un énorme potentiel pour fournir une puissance de calcul bien au-delà des capacités des superordinateurs d’aujourd’hui, ce qui pourrait permettre des avancées dans de nombreux autres domaines, notamment la chimie, la science des matériaux, la médecine et la cybersécurité.

Pour que cela devienne réalité, il est nécessaire de produire à la fois des qubits stables et à longue durée de vie qui fournissent une puissance de traitement, ainsi que la technologie de communication qui permet à ces qubits de se relier à grande échelle.

Des recherches antérieures ont indiqué que le silicium peut produire certains des qubits les plus stables et les plus durables de l’industrie. Désormais, la recherche publiée par Daniel Higginbottom, Alex Kurkjian et leurs co-auteurs fournit une preuve de principe selon laquelle les centres T, un défaut luminescent spécifique du silicium, peuvent fournir un «lien photonique» entre les qubits. Cela vient du SFU Silicon Quantum Technology Lab du département de physique de SFU, codirigé par Stephanie Simmons, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les technologies quantiques au silicium et Michael Thewalt, professeur émérite.

“Ce travail est la première mesure de centres T isolés isolés et, en fait, la première mesure d’un seul spin dans le silicium à être effectuée avec uniquement des mesures optiques”, déclare Stephanie Simmons.

“Un émetteur comme le centre T qui combine des qubits de spin hautes performances et la génération de photons optiques est idéal pour créer des ordinateurs quantiques évolutifs et distribués, car ils peuvent gérer le traitement et les communications ensemble, plutôt que d’avoir à interfacer deux technologies quantiques différentes, un pour le traitement et un pour les communications », explique Simmons.

De plus, les centres T ont l’avantage d’émettre de la lumière à la même longueur d’onde qu’utilisent aujourd’hui les équipements métropolitains de communication par fibre optique et de réseau de télécommunications.

“Avec les centres T, vous pouvez construire des processeurs quantiques qui communiquent de manière inhérente avec d’autres processeurs”, explique Simmons. “Lorsque votre qubit de silicium peut communiquer en émettant des photons (lumière) dans la même bande utilisée dans les centres de données et les réseaux de fibre, vous bénéficiez des mêmes avantages pour connecter les millions de qubits nécessaires à l’informatique quantique.”

Le développement de la technologie quantique à l’aide de silicium offre des opportunités pour faire évoluer rapidement l’informatique quantique. L’industrie mondiale des semi-conducteurs est déjà en mesure de fabriquer à grande échelle et à moindre coût des puces informatiques en silicium, avec un degré de précision stupéfiant. Cette technologie constitue l’épine dorsale de l’informatique et des réseaux modernes, des smartphones aux superordinateurs les plus puissants du monde.

“En trouvant un moyen de créer des processeurs informatiques quantiques en silicium, vous pouvez tirer parti de toutes les années de développement, de connaissances et d’infrastructures utilisées pour fabriquer des ordinateurs conventionnels, plutôt que de créer une toute nouvelle industrie pour la fabrication quantique”, déclare Simmons. “Cela représente un avantage concurrentiel presque insurmontable dans la course internationale à l’ordinateur quantique.”

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université Simon Fraser. Original écrit par Erin Brown-John. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.