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Elément clé des ordinateurs quantiques, les portes quantiques permettent de faire interagir les qubits, unités élémentaires pouvant porter une information quantique, équivalent des bits de nos ordinateurs classiques. Les recherches existantes ont permis de proposer différentes manières de créer ces portes pour les qubits codés dans des états internes d'atomes froids. Problème, les calculs sont corrompus et les erreurs trop importantes. Pour pouvoir être corrigées, elles doivent se situer dans une certaine limite, explique Guido Pupillo.

Pour rendre les portes plus rapides et ainsi diminuer les erreurs, Sven Jandura, doctorant, s’est penché sur la vitesse. Placés à des températures très basses, les qubits sont emprisonnés dans une pince optique. Une fois excités à l’aide d’un laser, ils interagissent et créent le temps de cette interaction des portes quantiques.

Contrôler l’amplitude et la fréquence des lasers

J’ai inventé une façon de contrôler l’amplitude et la fréquence des lasers afin d’optimiser l’excitation et la non excitation des qubits en vue d’obtenir une porte quantique la plus rapide possible, glisse le doctorant qui travaille sur un système à deux qubits ou plus.

La séquence à réaliser est également très simple

Une approche prometteuse, plus simple que ce que les chercheurs pensaient. Il faut seulement un laser pour faire interagir plusieurs qubits et la séquence à réaliser est également très simple, se réjouit Guido Pupillo.

Prochaine étape : tester l’efficacité de ces portes à travers des expériences grâce à la plateforme aQCess (Atomic quantum computing as a service), une des premières plateformes publiques en physique quantique située à Strasbourg. De son côté, Sven Jandura travaille sur une théorie du contrôle optimal pour optimiser les impulsions laser, en se concentrant non plus sur la vitesse mais sur la robustesse des portes.