Au CNRS, les premiers pas de l'ordinateur quantique moléculaire
Fabriquer un ordinateur quantique dans... une molécule. Voici l’ambition de chercheurs de l’Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (ICMMO) du CNRS, qui sont parvenus à synthétiser une nouvelle molécule, à base d’ions nickel, capable de jouer le rôle d’un bit quantique, à la fois insensible aux interférences magnétiques et manipulable à distance.
Un type de molécules dont l’existence est théoriquement admise, mais dont la mise en œuvre est complexe. « Nous avons formulé un cristal de nickel à l’état d’oxydation + 2, dont les électrons forment un système à deux niveaux bien distincts », présente Talal Mallah, chimiste de l’ICMMO, spécialiste en magnétisme moléculaire. Indispensables à la réalisation d’un calcul, ces deux niveaux représentent l’état 0 ou 1 du qubit.
« Nous pouvons les manipuler grâce à des micro-ondes, tout en ayant très peu de perturbations magnétiques », affirme le chercheur, qui anticipe un temps de cohérence suffisant pour réaliser des calculs quantiques. Les scientifiques cherchent désormais à manipuler ce qubit-molécule et à le dupliquer. Car pour l’instant, le cristal est composé de milliards de molécules aux caractéristiques similaires, sensibles aux mêmes fréquences.
Donc d’un même qubit, démultiplié mais incapable de réaliser un calcul. La solution : fabriquer une molécule contenant au moins deux atomes de nickel, sensibles à des fréquences différentes, pour les manipuler séparément. Coup de chance, les chercheurs avaient déjà développé un cristal de ce type il y a quatre ans. « Nous avons formulé un composé bi-nickel présentant potentiellement toutes les propriétés nécessaires à la réalisation de calculs quantiques », affirme Talal Mallah. Reste à trouver un moyen de vérifier ses propriétés, les appareils de mesure actuels ne le permettant pas, pour l’instant.
