Un centre UCLA financé par la NSF pour développer des qubits chimiques pour l’informatique quantique

Le centre, dirigé par Anastassia Alexandrova, innovera en chimie

La National Science Foundation a accordé à l’UCLA 1,8 million de dollars sur trois ans pour créer le Center for Advanced Molecular Architectures for Quantum Information Science, qui sera dirigé par le professeur de chimie Anastassia Alexandrova.

Alexandrova et ses collègues chimistes de l’UCLA Justin Caram et Miguel Garcia-Garibay, le professeur de physique de l’UCLA Eric Hudson et la chimiste de l’USC Anna Krylov travailleront dans une toute nouvelle branche de la chimie impliquant la création de molécules qui agissent comme des qubits, les unités d’information de base dans l’informatique quantique. Ces molécules de conception pourraient permettre des systèmes informatiques quantiques beaucoup plus flexibles, évolutifs et pratiques que ceux explorés aujourd’hui.

Les bits informatiques traditionnels reposent sur les mouvements des électrons dans le silicium et peuvent exister dans l’un des deux états, généralement représentés par 1 et 0. Les bits quantiques, ou qubits, qui tirent parti des comportements étranges des matériaux à l’échelle atomique et subatomique, peuvent exister dans plusieurs états en même temps et peut donc stocker une gamme de valeurs beaucoup plus large, augmentant la puissance de traitement d’un ordinateur bien au-delà des capacités des ordinateurs conventionnels. Cependant, créer des qubits en quantités suffisantes et suffisamment stables pour fonctionner dans un système informatique quantique a été un défi.

« Nous avions l’habitude d’utiliser des atomes à cette fin, mais un atome ne reste pas seul dans l’espace. Ils forment naturellement des molécules, c’est donc une architecture fragile », a déclaré Alexandrova. Pour y remédier, elle et ses collègues ont commencé développer de nouveaux fragments de molécules appelés groupes fonctionnels quantiquesqui peuvent être attachés à des molécules ou à des surfaces pour former des qubits et aider à verrouiller le comportement quantique de ces qubits dans des modèles stables et prévisibles. Des groupes fonctionnels quantiques sur des molécules peuvent être créés et mis à l’échelle jusqu’à des billions de qubits identiques qui pourraient former l’architecture d’énormes ordinateurs quantiques, a déclaré Alexandrova.

Dans le nouveau centre, chimistes, physiciens et ingénieurs collaboreront pour affiner et élargir ce répertoire de groupes fonctionnels quantiques tout en explorant de nouvelles alternatives pour augmenter la stabilité et l’évolutivité des qubits.