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Posté par Michel le Samedi 9 Juillet 2005 à 00:00:21
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Une limitation fondamentale pour les ordinateurs quantiques |
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Les ordinateurs quantiques qui stockeront des
informations dans des bits "quantiques" (ou qubits) seront confrontés à
une limitation fondamentale. C'est ce que soutiennent des physiciens
théoriques néerlandais du FOM (Foundation for Fundamental Research on
Matter) et de l'Université de Leyde dans un article récemment publié
dans la revue Physical Review Letters.
Qubit au microscope électronique
(Université de Delft)
Un ordinateur quantique ne peut fonctionner que si l'information existe
suffisamment longtemps pour être traitée. La cohérence du qubit
garantit que l'information quantique demeure intacte. Mais les
chercheurs ont découvert que cette cohérence disparaît spontanément
avec le temps et avec elle l'information stockée. Ceci pourrait poser
un problème considérable pour le développement d'un ordinateur
quantique.
Un ordinateur quantique se sert du fait qu'un système mécanique
quantique, c'est-à-dire un électron, un atome ou même un plus grand
système à base de supraconducteurs, peut simultanément exister dans
deux états. Normalement, un des deux états disparaît dès que le système
entre en contact avec le monde extérieur. La cohérence disparaît alors
en raison du processus de "décohérence" et l'information du qubit est
perdue.
Un bit quantique typique se compose d'un grand nombre de particules et
il existe donc inévitablement pour ce qubit un grand nombre de
possibilités d'être influencé par son environnement et d'être soumise
ainsi à la décohérence. Jasper van Wezel, Jeroen van den Brink et Janv.
Zaanen, de l'Institut Lorentz de l'Université de Leyde ont étudié la
possibilité de maintenir la cohérence d'un qubit isolé.
A leur grande surprise, ils ont découvert que cette cohérence tend à
disparaître spontanément, même sans influence externe. Le processus de
dégradation est lié à l'occurrence de la brisure de symétrie spontanée
en mécanique quantique. En physique classique un exemple analogue de ce
processus est la cristallisation spontanée dans une solution dans
laquelle un cristal peut spontanément apparaître, ce qui brise la
structure du fluide.
Selon les prévisions des chercheurs, la cohérence pour certains
concepts fortement prometteurs dans l'étude des qubits disparaîtra
après environ une seconde. En outre, le processus se produira d'autant
plus rapidement que les qubits seront petits. Tout cela semble bien
poser une limitation fondamentale pour le développement des qubits. La
recherche expérimentale devra maintenant démontrer si ce phénomène se
produit réellement.
Source: Netherlands Organization for Scientific Research
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