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Russian, German Physicists Create ‘Impossible’ Material for Quantum Computers

Russian, German Physicists Create ‘Impossible’ Material for Quantum Computers

https://sputniknews.com/science/201801221060960641-new-mirror-qubit-material/

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  1. Des physiciens russes et allemands créent du matériel «impossible» pour les ordinateurs quantiques
    Technologie
    14:59 22.01.2018 (mis à jour 15h13 22.01.2018)

    Les chercheurs, supervisés par le professeur Alexei Ustinov, responsable du laboratoire de métamatériaux supraconducteurs MISiS, ont créé les premiers qubits «miroirs» basés sur des métamatériaux au monde, qui peuvent être utilisés comme élément de contrôle dans les circuits électriques supraconducteurs.

    La percée a été menée par des scientifiques de l’Université nationale russe des sciences et technologies MISiS, en coopération avec des chercheurs de l’Université de Karlsruhe en Allemagne et de l’Institut Leibniz de technologie photonique à Iéna.

    L’avènement de l’informatique quantique et la création de qubits (l’analogue quantique du bit binaire classique utilisé pour stocker des informations dans les ordinateurs quantiques) a longtemps été théorisé pour permettre la création d’un matériau constitué de méta-atomes, dont les états peuvent être défini uniquement par l’utilisation des principes de la mécanique quantique, plutôt que les équations de la physique classique. Jusqu’à récemment, ces idées restaient confinées au domaine de la théorie, puisqu’elles nécessitaient la création de méta-qubits spéciaux.
    « Un qubit typique consiste en un schéma qui comprend trois jonctions Josephson », a expliqué Kirill Shulga, chercheur au laboratoire MISiS, se référant au dispositif mécanique quantique constitué de deux électrodes supraconductrices utilisées pour la construction de bits quantiques traditionnels.

    Mais le nouveau dispositif métamatériel «miroir» des chercheurs russes et allemands, d’un autre côté, «a cinq transitions, symétriques par rapport à l’axe central», a ajouté Shulga. « Nous avons conçu les qubits miroir comme un système plus complexe que les qubits supraconducteurs ordinaires. »

    © Photo: NUIT MISIS
    Une microphotographie d’un qubits de chaîne de miroir, montrant une résolution de 5 microns par cm et 20 microns par cm, respectivement. Les cercles indiquent les jonctions Josephson entrant dans un seul qubit.

    « La logique ici est simple », a noté le scientifique, avec un système complexe « qui a un grand nombre de degrés de liberté ayant un plus grand nombre de facteurs qui peuvent affecter ses propriétés.Modification de certains paramètres externes de l’environnement dans lequel notre métamatériau est placé permet d’activer et de désactiver ces propriétés, en transférant un qubit miroir d’un état de base et d’un ensemble de propriétés à un autre.  »
    Au cours de leur expérimentation, les chercheurs ont pu découvrir que le métamatériau des qubits de miroirs peut être commuté entre deux modes: dans la première, la chaîne des qubits permet le libre passage du rayonnement électromagnétique dans la gamme des micro-ondes, tout en restant quantique. élément. Dans la seconde, il bloque le passage des ondes électromagnétiques, tout en restant à nouveau un système quantique.

    Comme l’a expliqué Ilya Besedin, ingénieur de MISiS, à l’aide d’un champ magnétique, ce métamatériau peut être utilisé comme élément de contrôle dans les systèmes de transmission de signaux quantiques (photons individuels) dans les circuits en cours de développement. pour une utilisation dans les ordinateurs quantiques.

    Les qubits miroirs étant plusieurs fois plus complexes que leurs cousins ​​conventionnels, cette complexité peut théoriquement égaler ou même surpasser les capacités des calculateurs électroniques modernes, permettant ainsi d’utiliser de tels systèmes comme simulateur quantique – un dispositif capable de simuler ou de modéliser les propriétés d’un processus ou d’un matériau réel.

    MISiS Métamatériaux supraconducteurs Ingénieur de laboratoire Ilya Besedin.
    Les conclusions de l’équipe de recherche ont été publiées dans la revue scientifique à comité de lecture Nature Communications et peuvent être consultées ici :
    https://www.nature.com/articles/s41467-017-02608-8

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