L'Université d'État du Michigan étend le temps de cohérence des qubits à défauts de diamant à 1,27 milliseconde

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université d'État du Michigan (Michigan State University) a démontré un qubit basé sur une lacune de nickel (NiV⁻) dont le temps de cohérence dépasse 1 milliseconde sous contrôle tout optique.

Cette étude positionne les défauts de métaux de transition comme une alternative aux centres colorés à lacune d'azote (NV) et à lacune de silicium (SiV), combinant mémoire quantique à longue durée de vie, capacité de contrôle optique et émission de photons proche infrarouge. Les résultats ont été publiés sur la plateforme de prépublication arXiv.

L'équipe a utilisé une technique de découplage dynamique tout optique pour étendre le temps de cohérence d'un seul défaut NiV⁻ de 371 nanosecondes à 1,27 milliseconde. Grâce aux oscillations de Rabi Raman et à l'interférométrie de Ramsey, le qubit peut être entièrement contrôlé et lu par impulsions lumineuses. Contrairement à de nombreuses plateformes matérielles quantiques, ce dispositif fonctionne à 1,65 kelvin, compatible avec un cryostat à cycle fermé compact, sans nécessiter de cryostat à dilution.

Le matériel quantique traditionnel à base de diamant est confronté à un défi de longue date : combiner une interface optique efficace avec un temps de cohérence suffisamment long pour prendre en charge les mémoires quantiques pratiques et les systèmes quantiques en réseau. Les chercheurs indiquent que la cohérence de l'état fondamental protégée par couplage spin-orbite dans les défauts à lacune de nickel, associée à l'émission de photons proche infrarouge, pourrait les rendre adaptés aux futures architectures d'informatique quantique distribuée et de réseaux quantiques.

Les chercheurs soulignent également qu'il reste encore beaucoup de travail avant le déploiement à grande échelle de cette plateforme. L'étude actuelle porte sur un seul défaut à lacune de nickel fonctionnant à basse température. Pour approcher le temps de cohérence théorique d'environ 30 millisecondes, il faudra encore améliorer la pureté du matériau et procéder à l'ingénierie isotopique. Les travaux futurs se concentreront sur la création et le contrôle fiables de multiples défauts à lacune de nickel, une étape nécessaire vers des dispositifs quantiques évolutifs et des systèmes quantiques en réseau.