{"id":236607,"date":"2013-09-03T16:20:31","date_gmt":"2013-09-03T19:20:31","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/?p=236607"},"modified":"2017-04-19T16:49:10","modified_gmt":"2017-04-19T19:49:10","slug":"des-atomes-qui-calculent","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/des-atomes-qui-calculent\/","title":{"rendered":"Des atomes qui calculent"},"content":{"rendered":"
\"Pyramides

GILBERTO MEDEIROS RIBEIRO\/LNLS<\/span><\/a> Pyramides d\u2019atomes de germanium, comparables aux transistors des ordinateurs actuels: alternative pour contr\u00f4ler la rotation de l\u2019\u00e9lectron et le stockage de l\u2019information (image au microscope \u00e9lectronique<\/em>)GILBERTO MEDEIROS RIBEIRO\/LNLS<\/span><\/p><\/div>\n

Publi\u00e9 en avril 2003<\/em><\/p>\n

Un nouveau type d\u2019ordinateur capable de r\u00e9aliser en quelques minutes des calculs que les ordinateurs actuels mettraient des milliards d\u2019ann\u00e9es \u00e0 r\u00e9aliser est en cours d\u2019\u00e9laboration, du moins en th\u00e9orie. Il s\u2019agit de l\u2019ordinateur quantique, appel\u00e9 ainsi car il fonctionne d\u2019une mani\u00e8re totalement diff\u00e9rente des ordinateurs classiques et il ob\u00e9it aux lois de la m\u00e9canique quantique, domaine de la physique qui \u00e9tudie les ph\u00e9nom\u00e8nes qui se produisent dans le monde des atomes et qui \u00e9chappe souvent \u00e0 l\u2019entendement commun. Bien que personne ne sache encore \u00e0 quoi ressemblera cet ordinateur, il sera probablement muni d\u2019un \u00e9cran, d\u2019un clavier, d\u2019une souris et poss\u00e8dera les \u00e9quipements actuels. La transformation la plus notable concernera le microprocesseur qui, au lieu d\u2019\u00eatre \u00e9quip\u00e9 de circuits int\u00e9gr\u00e9s de silicium comprenant des millions de transistors, ne poss\u00e8dera que quelques dizaines d\u2019atomes.<\/p>\n

L\u2019int\u00e9r\u00eat initial de la recherche en mati\u00e8re d\u2019ordinateur quantique \u00e9tait purement acad\u00e9mique. En effet, les physiciens voulaient seulement v\u00e9rifier s\u2019il \u00e9tait possible de r\u00e9aliser des op\u00e9rations logiques en se basant sur les propri\u00e9t\u00e9s des atomes et d\u00e9montrer ainsi les pr\u00e9visions de la m\u00e9canique quantique. Mais la capacit\u00e9 de calcul de ces ordinateurs (th\u00e9oriquement infinie car elle double pour chaque atome ajout\u00e9 au microprocesseur) a ouvert de nouvelles perspectives dans certaines applications strat\u00e9giques. L\u2019ordinateur quantique pourrait d\u00e9chiffrer les codes de s\u00e9curit\u00e9 qui prot\u00e8gent les transactions bancaires et m\u00eame les syst\u00e8mes de d\u00e9fense nationaux. C\u2019est pour faire face \u00e0 ce type de d\u00e9sastre que le D\u00e9partement de D\u00e9fense Am\u00e9ricain finance des \u00e9tudes pour mettre au point ce type d\u2019\u00e9quipement. Aujourd\u2019hui les recherches visant \u00e0 d\u00e9couvrir les propri\u00e9t\u00e9s intrins\u00e8ques d\u2019atomes et de mol\u00e9cules ne se limitent pas aux Universit\u00e9s. Des g\u00e9ants de l\u2019informatique comme IBM, Microsoft et Hewlett-Packard, investissent \u00e9norm\u00e9ment dans la recherche, attentifs au march\u00e9 des microprocesseurs et des m\u00e9moires qui brasse chaque ann\u00e9e 100 milliards de dollars.<\/p>\n

Il faudra attendre des d\u00e9cennies avant qu\u2019un ordinateur fonctionnant sur la base des propri\u00e9t\u00e9s des particules atomiques ne soit commercialis\u00e9. Le stade actuel de d\u00e9veloppement de l\u2019informatique quantique est comparable \u00e0 celui du choix du mat\u00e9riel devant \u00eatre utilis\u00e9 pour construire les fondations d\u2019un \u00e9difice. Les physiciens tentent de d\u00e9couvrir l\u2019alternative la plus viable qui servira de base \u00e0 l\u2019ordinateur quantique, comme par exemple des atomes emprisonn\u00e9s dans des pi\u00e8ges magn\u00e9tiques, des noyaux atomiques soumis \u00e0 des champs magn\u00e9tiques, des \u00e9lectrons emprisonn\u00e9s dans de petites pyramides (points quantiques) ou m\u00eame des corpuscules de lumi\u00e8re (photons). Nous en sommes \u00e0 un stade comparable aux d\u00e9buts de l\u2019informatique dans les ann\u00e9es 50, quand les transistors ont remplac\u00e9 les valves \u00e9lectroniques.<\/p>\n

Bien qu\u2019il soit probable que le premier ordinateur quantique sorte d\u2019un laboratoire am\u00e9ricain, en fonction des \u00e9normes investissements dont b\u00e9n\u00e9ficient les chercheurs dans ce pays, le Br\u00e9sil est toujours dans la course. En effet, les contributions br\u00e9siliennes ont toujours \u00e9t\u00e9 importantes dans ce domaine. Au d\u00e9but des ann\u00e9es 80, et avant m\u00eame qu\u2019on ne parle d\u2019ordinateurs quantiques, Amir Caldeira de l\u2019Universit\u00e9 Publique de Campinas (Unicamp), r\u00e9v\u00e9lait d\u00e9j\u00e0 que certains syst\u00e8mes quantiques \u00e0 l\u2019\u00e9chelle atomique (ou m\u00eame se comportant comme des atomes g\u00e9ants) perdaient de l\u2019\u00e9nergie au profit de l\u2019environnement qui les entoure. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne, appel\u00e9 dissipation quantique, est associ\u00e9 \u00e0 un autre ph\u00e9nom\u00e8ne appel\u00e9 d\u00e9coh\u00e9rence, qui provoque un effet ind\u00e9sirable: la perte de l\u2019information quantique avant qu\u2019elle ne puisse \u00eatre interpr\u00e9t\u00e9e.<\/p>\n

Des physiciens de Minas G\u00e9rais et de Rio \u00e9tudient actuellement un troisi\u00e8me type d\u2019ordinateur, appel\u00e9 semi-quantique, qui r\u00e9unit les caract\u00e9ristiques du classique et du quantique et qui permettrait de surmonter certaines difficult\u00e9s techniques. \u201cNous pensons qu\u2019il sera plus rapide que l\u2019ordinateur classique et plus lent que le quantique\u201d, d\u00e9clare Carlos Monken, physicien \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 F\u00e9d\u00e9rale de Minas G\u00e9rais (UFMG) et coordinateur de l\u2019\u00e9quipe.<\/p>\n

Les recherches se sont \u00e9norm\u00e9ment d\u00e9velopp\u00e9es dans le pays gr\u00e2ce \u00e0 la cr\u00e9ation de l\u2019Institut du Mill\u00e9naire de l\u2019Information Quantique en 2001. Cet institut, sous la tutelle du Minist\u00e8re des Sciences et de la Technologie, b\u00e9n\u00e9ficie d\u2019un budget annuel de 5,2 millions de R$ et r\u00e9unit des \u00e9quipes de Rio de Janeiro, d\u2019Alagoas, de Minas G\u00e9rais, de S\u00e3o Paulo et de Pernambouc. Les recherches coordonn\u00e9es par Luiz Davidovich, membre de l\u2019Universit\u00e9 F\u00e9d\u00e9rale de Rio de Janeiro (UFRJ), \u00e9tudient les propri\u00e9t\u00e9s des atomes et des photons emprisonn\u00e9s dans des cavit\u00e9s form\u00e9es par des miroirs, produits de mani\u00e8re confuse et reli\u00e9s par un type de propri\u00e9t\u00e9 t\u00e9l\u00e9pathique: tout ce qui produit avec une particule affecte l\u2019autre.<\/p>\n

En se basant sur des particules jumelles, l\u2019\u00e9quipe de l\u2019UFRJ propose la premi\u00e8re exp\u00e9rience de transfert de l\u2019\u00e9tat d\u2019une particule vers une autre plus \u00e9loign\u00e9e, appel\u00e9 t\u00e9l\u00e9transport quantique et popularis\u00e9 par le feuilleton de sciences fiction Star Strek. Dans un article publi\u00e9 en 2001 dans le revue Physical Review Letters et \u00e9galement cit\u00e9 dans la revue Nature, les physiciens de Rio de Janeiro ont d\u00e9montr\u00e9 qu\u2019il \u00e9tait possible de prot\u00e9ger l\u2019\u00e9tat quantique d\u2019un atome de la d\u00e9coh\u00e9rence \u00e0 l\u2019aide d\u2019un pi\u00e8ge magn\u00e9tique, comme cela avait d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 envisag\u00e9 pour certains prototypes d\u2019ordinateurs quantiques.<\/p>\n

Le secret concernant la mise au point de ce type d\u2019ordinateur r\u00e9side dans la mani\u00e8re de manipuler l\u2019unit\u00e9 d\u2019information ou octet. Dans un ordinateur classique, les octets sont enregistr\u00e9s par des transistors, minuscules dispositifs d\u2019un circuit \u00e9lectronique qui laissent passer ou non un signal \u00e9lectrique et qui int\u00e8grent le microprocesseur et les puces de m\u00e9moire. Quand l\u2019ordinateur classique ex\u00e9cute une commande, il associe une des deux valeurs \u00e0 chaque octet: 0 ou 1. Comme chaque transistor interpr\u00e8te un seul octet \u00e0 la fois et que le nombre de transistors dans une puce est limit\u00e9 (par exemple, un microprocesseur Pentium 4 poss\u00e8de 40 millions de transistors), la capacit\u00e9 de calcul des ordinateurs actuels est limit\u00e9e, d\u00e9clare Iuri P\u00eape du Laboratoire de Propri\u00e9t\u00e9s Optiques de l\u2019Universit\u00e9 F\u00e9d\u00e9rale de Bahia (UFBA).<\/p>\n

Dans le monde des particules atomiques (environ cent mille fois plus petites qu\u2019un transistor), il ne s\u2019agit plus d\u2019une relation d\u2019exclusion entre les octets mais d\u2019une superposition. Aussi \u00e9trange que cela puisse para\u00eetre, au lieu d\u2019assumer une valeur ou une autre (0 ou 1), l\u2019octet quantique ou qubit (terme anglais) peut repr\u00e9senter en m\u00eame temps toutes les valeurs infinies comprises entre 0 et 1, y compris 0 et 1. C\u2019est une propri\u00e9t\u00e9 des particules atomiques connue sous le nom de superposition d\u2019\u00e9tats quantiques, et qui devra r\u00e9gir le fonctionnement des nouvelles machines.<\/p>\n

C\u2019est cette superposition d\u2019\u00e9tats qui permet \u00e0 chaque qubit de manipuler simultan\u00e9ment des informations infinies, comme s\u2019il s\u2019agissait d\u2019innombrables ordinateurs classiques travaillant en m\u00eame temps sur un m\u00eame calcul. Les possibilit\u00e9s offertes garantissent une sup\u00e9riorit\u00e9 in\u00e9galable \u00e0 l\u2019ordinateur quantique. Du moins en th\u00e9orie, car la superposition d\u2019\u00e9tats cr\u00e9e une difficult\u00e9. Il s\u2019agit du principe de l\u2019incertitude (autre r\u00e8gle de la m\u00e9canique quantique) selon lequel il est impossible de conna\u00eetre en m\u00eame temps la position et la vitesse d\u2019une particule. Il est alors impossible de d\u00e9finir les valeurs que les qubits peuvent avoir en une seule fois lors d\u2019un calcul quelconque. La th\u00e9orie indique que l\u2019ordinateur devra se comporter de mani\u00e8re quantique quand il devra traiter l\u2019information et de mani\u00e8re classique quand il devra fournir le r\u00e9sultat des op\u00e9rations. Y aura t-il un avantage de construire un ordinateur de ce type?<\/p>\n

La r\u00e9ponse est positive si l\u2019on sait tirer profit de la superposition des \u00e9tats quantiques qui permettra aux physiciens d\u2019obtenir des r\u00e9sultats sp\u00e9cifiques. Par exemple, il y a au moins deux mani\u00e8res de savoir combien de personnes dans un groupe de dix aiment la glace au chocolat. Dans les deux cas, chaque personne interrog\u00e9e ne peut r\u00e9pondre que par oui ou par non. La premi\u00e8re mani\u00e8re adopt\u00e9e par l\u2019ordinateur actuel est d\u2019interroger chaque personne. Il faut ensuite ajouter les r\u00e9ponses afin d\u2019obtenir un r\u00e9sultat final, pour un total de 11 op\u00e9rations cons\u00e9cutives (dix questions plus le comptage final). L\u2019ordinateur quantique parvient \u00e0 r\u00e9pondre en une seule op\u00e9ration, du moment que l\u2019on ne d\u00e9sire pas conna\u00eetre les r\u00e9ponses individuelles mais le pourcentage de personnes qui r\u00e9pondrait oui \u00e0 la question. \u201cLe secret est d\u2019interroger l\u2019ordinateur diff\u00e9remment, d\u2019une mani\u00e8re plus intelligente\u201d, d\u00e9clare le physicien Reinaldo Oliveira Vianna, de l\u2019UFMG.<\/p>\n

\"Rang\u00e9es

Eduardo Cesar<\/span><\/a> Rang\u00e9es d\u2019atomes: base possible pour l\u2019ordinateur quantiqueEduardo Cesar<\/span><\/p><\/div>\n

Prototypes
\n<\/strong>De nos jours, les prototypes se rapprochant le plus d\u2019un ordinateur quantique se trouvent dans les laboratoires de physique exp\u00e9rimentale d\u2019universit\u00e9s nord-am\u00e9ricaines, europ\u00e9ennes et m\u00eame br\u00e9siliennes, comme \u00e0 l\u2019UFMG, \u00e0 l\u2019UFRJ et \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de S\u00e3o Paulo (USP). Cependant, les \u00e9quipements construits ne sont encore que des prototypes primitifs qui ne r\u00e9alisent que des op\u00e9rations tr\u00e8s simples comme le calcul des diviseurs du chiffre 15 ou des recherches dans une banque de donn\u00e9es ne contenant que 8 \u00e9l\u00e9ments. Mais ce n\u2019est qu\u2019un d\u00e9but, bien entendu. \u201cIl n\u2019y a aucun obstacle physique au d\u00e9veloppement de l\u2019informatique quantique \u00e0 grande \u00e9chelle \u201d, garantit Ivan Oliveira, chercheur au Centre Br\u00e9silien de Recherches Physiques (CBPF) \u00e0 Rio. \u201cL\u2019ordinateur sera construit. C\u2019est une question de temps et d\u2019investissements.\u201d Avec la collaboration de physiciens de l\u2019USP et de l\u2019Universit\u00e9 F\u00e9d\u00e9rale d\u2019Esp\u00edrito Santo (UFES), Oliveira utilise la r\u00e9sonance magn\u00e9tique nucl\u00e9aire, la m\u00eame technique utilis\u00e9e pour produire des images du corps humain, pour r\u00e9aliser des op\u00e9rations logiques de base (additions, divisions et multiplications) avec des noyaux atomiques.<\/p>\n

Les propres physiciens ne croyaient pas que l\u2019on pourrait un jours utiliser des atomes et des mol\u00e9cules pour traiter l\u2019information. En \u00e9mettant cette hypoth\u00e8se en 1959, l\u2019am\u00e9ricain Richard Feynman (1918-1988, Prix Nobel en 1965) a \u00e9t\u00e9 accueilli avec scepticisme par ses coll\u00e8gues. Cette incr\u00e9dulit\u00e9 s\u2019est effac\u00e9e en 1973 quand le chimiste Charles Bennett, d\u2019IBM, a d\u00e9montr\u00e9 qu\u2019il \u00e9tait possible de r\u00e9aliser des op\u00e9rations logiques r\u00e9versibles, pr\u00e9cis\u00e9ment l\u2019oppos\u00e9 de ce qui se produit avec les ordinateurs actuels, dans lesquels les octets utilis\u00e9s pour un calcul d\u00e9termin\u00e9 se d\u00e9font. Pratiquement dix ans plus tard, Paul Benioff, du Laboratoire National Argonne aux \u00c9tats-Unis, a propos\u00e9 le premier mod\u00e8le d\u2019ordinateur quantique capable d\u2019ex\u00e9cuter ces op\u00e9rations r\u00e9versibles.<\/p>\n

Ce n\u2019est qu\u2019en 1994 que ce sujet a rev\u00eatu une importance strat\u00e9gique, quand Peter Shor, chercheur \u00e0 l\u2019AT&T, a pr\u00e9sent\u00e9 un type de calcul qui permettrait \u00e0 un ordinateur quantique de d\u00e9voiler les combinaisons de nombres compos\u00e9s de milliers de chiffres en moins d\u2019\u00e9tapes et plus rapidement qu\u2019un ordinateur classique (le chiffre 15, par exemple, peut se d\u00e9composer en 3 et 5). Ces combinaisons de chiffres sont la base des syst\u00e8mes de protection de donn\u00e9es adopt\u00e9s par les banques br\u00e9siliennes qui brassent de 2,5 \u00e0 6 billions par mois lors de 50 \u00e0 80 mille transactions codifi\u00e9es. \u201cUn ordinateur quantique peut possiblement d\u00e9chiffrer ces codes en un jour et non pas en un an.\u201d, d\u00e9clare Maur\u00edcio Ghetler, directeur technologique de la Banque Santos. \u201cMais il y aura d\u2019autres alternatives, car quand cet \u00e9quipement sera disponible, le syst\u00e8me financier utilisera d\u2019autres types de protection.\u201d<\/p>\n

Plus tard le physicien Lov Grover des laboratoires Bell, a propos\u00e9 une m\u00e9thode math\u00e9matique qui permettrait \u00e0 l\u2019ordinateur quantique d\u2019effectuer des recherches dans une banque de donn\u00e9es, ces recherches devenant de plus en plus efficaces \u00e0 mesure que cette banque de donn\u00e9es s\u2019enrichit. Alors qu\u2019un ordinateur classique doit en moyenne r\u00e9aliser deux op\u00e9rations pour effectuer une recherche dans une banque de donn\u00e9es de quatre fiches, cette m\u00e9thode de calcul, connue sous le nom d\u2019algorithme de Grover, permet \u00e0 l\u2019ordinateur quantique de r\u00e9aliser cette op\u00e9ration en une seule \u00e9tape. Pour consulter un fichier contenant 16 fiches, un ordinateur classique ferait en moyenne huit recherches et le quantique quatre.<\/p>\n

Les d\u00e9couvertes de Shor et de Grover ont encourag\u00e9 les \u00e9tudes dans ce domaine et le nombre de publications s\u2019est accru, y compris dans les revues scientifiques de port\u00e9e plus g\u00e9n\u00e9rale. C\u2019est par exemple dans la revue Nature que Daniel Gottesman du laboratoire National Los Alamos et Isaac Chuang d\u2019IBM, ont d\u00e9montr\u00e9 que l\u2019autre propri\u00e9t\u00e9 de la m\u00e9canique quantique appel\u00e9e t\u00e9l\u00e9transport, permettrait de cr\u00e9er un ordinateur quantique en utilisant les moyens technologiques actuels. Chuang avait d\u00e9j\u00e0 r\u00e9v\u00e9l\u00e9 qu\u2019il serait possible de manipuler l\u2019alignement de noyaux atomiques par rapport \u00e0 un champ magn\u00e9tique. Comme l\u2019aiguille d\u2019une boussole, certains noyaux atomiques sont magn\u00e9tiques et il suffirait de les contr\u00f4ler au moyen de la r\u00e9sonance magn\u00e9tique nucl\u00e9aire. Au mois de janvier de cette ann\u00e9e, Chuang a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 une autre m\u00e9thode de calcul dans la revue Nature, qui permet de savoir si une pi\u00e8ce de monnaie est vraie (un c\u00f4t\u00e9 face et un c\u00f4t\u00e9 pile) ou fausse (deux faces ou deux piles), en regardant uniquement un seul c\u00f4t\u00e9. Toute personne se doit d\u2019observer les deux c\u00f4t\u00e9s de la pi\u00e8ce de monnaie avant de donner une r\u00e9ponse correcte.<\/p>\n

La question qui incommode encore les chercheurs est de savoir si le traitement des donn\u00e9es serait r\u00e9ellement plus rapide avec un ordinateur quantique qu\u2019avec un ordinateur classique. Pour le savoir, il faudrait cr\u00e9er un \u00e9quipement d\u2019une dizaine de qubits qui se rapprocherait d\u2019un prototype r\u00e9el d\u2019ordinateur quantique. Il n\u2019est pas n\u00e9cessaire qu\u2019il soit tr\u00e8s grand. Un ordinateur de ce type, d\u2019environ 300 qubits, serait capable de manipuler davantage d\u2019\u00e9tats quantiques que le nombre d\u2019atomes de l\u2019Univers, l\u2019\u00e9quivalent du chiffre 1 suivi de 80 z\u00e9ros.<\/p>\n

Pour Reinaldo Oliveira Vianna de l\u2019FMG, les exp\u00e9riences men\u00e9es jusqu\u2019\u00e0 ce jour sur pr\u00e8s de 7 qubits ne sont pas suffisantes pour d\u00e9montrer que la m\u00e9thode de calcul quantique est plus rapide \u201cLa pr\u00e9paration de ces donn\u00e9es en qubits peut \u00eatre longue, car il est difficile de produire des centaines de qubits\u201d, d\u00e9clare le physicien. \u201cNous ne pourrons d\u00e9montrer qu\u2019un ordinateur quantique est r\u00e9ellement plus rapide que quand nous en construirons un.\u201d<\/p>\n

\"Qu\u00e2ntica\"<\/a>Version Minas Gerais
\n<\/strong>Comme la barri\u00e8re d\u2019une dizaine de qubits n\u2019a toujours pas \u00e9t\u00e9 franchie, Vianna, Carlos Monken, Sebasti\u00e3o P\u00e1dua, de l\u2019UFMG, et Paulo Henrique Souto Ribeiro, de l\u2019UFRJ, tous li\u00e9s \u00e0 l\u2019institut du Mill\u00e9naire, envisagent une option qui semblerait plus simple. Il s\u2019agit de l\u2019ordinateur semi-quantique, inspir\u00e9 par un mod\u00e8le propos\u00e9 par Jeffrey Yepez du Laboratoire de Recherche de l\u2019Arm\u00e9e Am\u00e9ricaine. Cet \u00e9quipement hybride traite l\u2019information de mani\u00e8re quantique en utilisant des photons et stocke les r\u00e9sultats dans une puce de m\u00e9moire classique. Cet \u00e9quipement serait plus rapide qu\u2019un ordinateur classique car il lui faudrait moins de qubits pour traiter une m\u00eame quantit\u00e9 d\u2019information, comme le d\u00e9montrent les calculs r\u00e9alis\u00e9s par l\u2019\u00e9quipe de Minas G\u00e9rais.<\/p>\n

L\u2019\u00e9quipe de Monken a \u00e9galement bien avanc\u00e9 en ce qui concerne le stockage d\u2019informations dans un ordinateur quantique. Normalement l\u2019unit\u00e9 d\u2019information est li\u00e9e au sens de la vibration (polarisation) des photons, corpuscules de lumi\u00e8re qui se comportent comme des ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques vibrant dans l\u2019espace, comme des cordes que l\u2019on secoue. L\u2019\u00e9quipe de l\u2019UFMG a d\u00e9couvert une autre caract\u00e9ristique li\u00e9e \u00e0 la polarisation de la lumi\u00e8re horizontale ou verticale qui est la forme spatiale du photon. En faisant passer un corpuscule de lumi\u00e8re \u00e0 travers un cristal sp\u00e9cial, les physiciens ont r\u00e9ussi \u00e0 le diviser en deux parties qui se propagent parall\u00e8lement, align\u00e9es \u00e0 l\u2019horizontale ou \u00e0 la verticale. Ils ont ainsi codifi\u00e9s deux qubits en un seul photon: un dans la direction de la polarisation et l\u2019autre dans l\u2019alignement spatial, conform\u00e9ment \u00e0 ce qui est d\u00e9crit dans l\u2019article qui sera publi\u00e9 dans la revue Review Letters.<\/p>\n

L\u2019\u00e9quipe de Tito Bonagamba de l\u2019Institut de Physique de l\u2019USP \u00e0 S\u00e3o Carlos, recherche une solution pour r\u00e9soudre cette perte d\u2019information quantique (d\u00e9coh\u00e9rence) pendant le traitement des donn\u00e9es utilisant la r\u00e9sonance magn\u00e9tique nucl\u00e9aire. Durant des exp\u00e9riences men\u00e9es avec du cristal liquide, avec la collaboration d\u2019Ivan Oliveira, Roberto Sarthour, Alberto Passos Guimar\u00e3es Filho, du CBPF et Jair Checon de Freitas de l\u2019 UFES, Bonagamba a d\u00e9crit avec pr\u00e9cision le temps de d\u00e9coh\u00e9rence de l\u2019information quantique: un qubit est capable de stocker l\u2019information pendant 15 milli\u00e8mes de seconde. L\u2019\u00e9quipe d\u00e9veloppe actuellement de nouveaux proc\u00e9d\u00e9s visant \u00e0 acc\u00e9l\u00e9rer les exp\u00e9riences ou \u00e0 conserver l\u2019information plus longtemps afin de r\u00e9aliser des calculs plus complexes.<\/p>\n

Antonio Vidiella-Barranco et Jos\u00e9 Antonio Roversi, de l\u2019Unicamp, travaillent diff\u00e9remment. Ils manipulent l\u2019information avec des photons et des ions (atomes charg\u00e9s \u00e9lectriquement) emprisonn\u00e9s dans des cavit\u00e9s constitu\u00e9es de par des miroirs. Dans la revue Physics Letters du mois de juillet 2001, ils ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 qu\u2019il \u00e9tait possible de r\u00e9aliser des op\u00e9rations logiques gr\u00e2ce \u00e0 ce syst\u00e8me. \u201cNous avons propos\u00e9 une th\u00e9orie alternative \u00e0 l\u2019aide d\u2019un syst\u00e8me plus robuste de stockage d\u2019informations (la vibration d\u2019ions) li\u00e9 \u00e0 la lumi\u00e8re qui est excellente pour transmettre des donn\u00e9es\u201d, d\u00e9clare Barranco. Dans un autre travail, ils ont indiqu\u00e9 qu\u2019il \u00e9tait possible de r\u00e9cup\u00e9rer l\u2019information originale m\u00eame apr\u00e8s la d\u00e9coh\u00e9rence. En effet, ils ont mis au point une m\u00e9thode dans laquelle les op\u00e9rations se d\u00e9roulent comme si le temps \u00e9tait suspendu en projetant un faisceau de lumi\u00e8re sur un autre emprisonn\u00e9 dans une cavit\u00e9.<\/p>\n

Pyramides
\n<\/strong>En raison des difficult\u00e9s rencontr\u00e9es pour contr\u00f4ler la coh\u00e9rence d\u2019un nombre suffisant de qubits n\u00e9cessaires au fonctionnement d\u2019un ordinateur quantique utilisant des photons ou la r\u00e9sonance magn\u00e9tique, certains physiciens pensent que l\u2019alternative la plus prometteuse est la m\u00e9thode des ions emprisonn\u00e9s. Gilberto Medeiros Ribeiro, du Laboratoire National de Luz S\u00edncrotron (LNLS) \u00e0 Campinas, n\u2019est pas d\u2019accord. D\u2019apr\u00e8s lui, la structure finale d\u2019un microprocesseur quantique ressemblerait \u00e0 un type de semi-conducteur, comme dans les ordinateurs classiques. \u201cL\u2019ordinateur actuel a commenc\u00e9 avec des valves et a ensuite migr\u00e9 vers les semi-conducteurs\u201d, d\u00e9clare Ribeiro qui construit des structures cent fois plus petites que les transistors. Il s\u2019agit des points quantiques, pyramides de 20 nanom\u00e8tres de largeur et de 3 nanom\u00e8tres de hauteur, le nanom\u00e8tre \u00e9tant la millioni\u00e8me partie du millim\u00e8tre. Un \u00e9lectron est emprisonn\u00e9 dans ces points quantiques afin de contr\u00f4ler son sens de rotation et r\u00e9aliser ainsi des op\u00e9rations logiques.<\/p>\n

Ribeiro a d\u00e9j\u00e0 d\u00e9montr\u00e9 qu\u2019il \u00e9tait possible de contr\u00f4ler le nombre d\u2019\u00e9lectrons emprisonn\u00e9s dans les points quantiques d\u2019ars\u00e9niate d\u2019Inde, un mat\u00e9riel semi-conducteur qui forme des \u00eelots sur l\u2019ars\u00e9niate de gallium. Dans un article qui sera publi\u00e9 dans la revue Physical Review Letters, il r\u00e9v\u00e8le comment pr\u00e9voir la dispersion et la taille des points quantiques dans un autre mat\u00e9riel conducteur, le germanium d\u00e9pos\u00e9 sur le silicium. A l\u2019heure actuelle, Ribeiro et Harry Westfahl de l\u2019LNLS ainsi qu\u2019Amir Caldeira de l\u2019Unicamp, \u00e9tudient ensemble le temps de d\u00e9coh\u00e9rence de l\u2019information stock\u00e9e dans le spin d\u2019\u00e9lectrons dans les points quantiques gr\u00e2ce au soutien de l\u2019entreprise Hewlett-Packard au Br\u00e9sil. Construire un ordinateur quantique ne sera pas facile, mais ce que nous allons apprendre durant nos recherches compensera les efforts entrepris.<\/p>\n

Les projets<\/strong>
\n1.\u00a0<\/strong>D\u00e9veloppement d\u2019algorithmes quantiques; Coordinateur<\/strong> Carlos Henrique Monken \u2013 UFMG; Investissement<\/strong> 631.245,00 r\u00e9aux (cnpq\/MCT)
\n2.\u00a0<\/strong>Informatique Quantique par R\u00e9sonance Magn\u00e9tique Nucl\u00e9aire; Coordinateur<\/strong> Alberto Guimar\u00e3es Passos Filho \u2013 CBPF et Ivan dos Santos Oliveira J\u00fanior – CBPF; Investissement<\/strong> 7.200,00 r\u00e9aux et\u00a07.200,00 r\u00e9aux (cnpq\/MCT)
\n3.<\/strong> Institut d\u2019Information Quantique; Coordinateur<\/strong> Luiz Davidovich \u2013 UFRJ; Investissement<\/strong> 2.144.000,00 r\u00e9aux (cnpq\/MCT)
\n4.\u00a0<\/strong>M\u00e9thodes Non Perturbatrices dans des Syst\u00e8mes Electroniques Corr\u00e9l\u00e9s; Coordinateur<\/strong> Amir Ordacgi Caldeira \u2013 Unicamp; Investissement<\/strong> 80.657,74 r\u00e9aux (FAPESP)
\n5.\u00a0<\/strong>Mat\u00e9riaux nanostructur\u00e9s Recherches par Microscopie A Effet Tunnel et Force Atomique; Coordinateur<\/strong> Gilberto Medeiros Ribeiro \u2013 LNLS; Investissement<\/strong> 501.136,62 r\u00e9aux (FAPESP)
\n6.\u00a0<\/strong>Etude de la Dynamique Lente en Polym\u00e8res par le RMN; Coordinateur<\/strong> Tito Jos\u00e9 Bonagamba \u2013 IFSC\/USP; Investissement<\/strong> 93.704,14 r\u00e9aux (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Des physiciens br\u00e9siliens entrent dans la course mondiale \u00e0 la recherche de l\u2019ordinateur quantique ","protected":false},"author":16,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1180],"tags":[],"coauthors":[105],"class_list":["post-236607","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sciences"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/236607","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=236607"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/236607\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=236607"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=236607"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=236607"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=236607"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}