Service de Physique de l'Etat Condensé

Pourra-t-on construire un jour un processeur tirant parti de la physique quantique dans son principe même de fonctionnement ? Un tel processeur traiterait l’information de façon intrinsèquement parallèle, et effectuerait certains calculs beaucoup plus efficacement que les processeurs actuels. Le groupe Quantronique du DRECAM développe des circuits supraconducteurs qui pourraient être les briques de base d’un tel processeur quantique : bits et portes logiques quantiques.

Dans le quantronium (image ci-jointe), deux petites jonctions Josephson (obtenues par recouvrement d’électrodes supraconductrices séparées par une mince barrière isolante) sont formées sur  une petite île (au centre), et une troisième jonction plus grosse (à gauche de la boucle) sert à la lecture du bit quantique. Le quantronium est un atome artificiel dont les niveaux quantiques sont contrôlés par la tension appliquée à la grille  en face de l’île et par le flux magnétique à travers la boucle. Le quantronium est  protégé de la décohérence induite par le bruit apporté par les nécessaires connexions au circuit de pilotage et au circuit de mesure lorsque la fréquence de transition entre ses états est insensible aux petites fluctuations des paramètres de contrôle. L’amélioration du temps de cohérence apportée par cette stratégie générique a permis la manipulation de l’état quantique comme réalisé couramment en physique atomique. Des circuits comportant plusieurs quantroniums visent maintenant à réaliser des portes logiques quantiques.