Le qubit supraconducteur — un minuscule anneau sans résistance — résout des problèmes plus vite que vous ne clignez des yeux. Mais coupez l'alimentation, et tout ce qu'il a calculé disparaît. Comme un cuisinier qui prépare sans noter la recette : tant qu'il est aux fourneaux, il se souvient de chaque étape, mais une heure plus tard, plus rien.
Les auteurs de l'étude proposent d'enregistrer le résultat dans un diamant. Plus précisément, dans un défaut du réseau cristallin où un atome de carbone est remplacé par un atome d'azote, avec à côté un trou béant — le centre azote-lacune. L'électron piégé dans cet endroit se comporte comme un minuscule aimant, et son spin (rotation propre) peut être orienté vers le haut ou vers le bas. Par l'intermédiaire d'un champ magnétique, ce spin s'intrique avec la boucle supraconductrice — et l'état quantique passe d'un dispositif à l'autre.
Cette liaison fonctionne dans les deux sens. Le processeur supraconducteur transmet des données à un ensemble de défauts, ceux-ci les stockent, et quand c'est nécessaire, les renvoient. De plus, deux centres éloignés dans le diamant peuvent « se sentir » l'un l'autre via une boucle supraconductrice commune. Cela rappelle deux musiciens jouant à l'unisson avec un seul diapason : chacun entend la note commune et s'y ajuste.
À terme, l'hybride « diamant + supraconducteur » apporte à l'ordinateur quantique ce qui lui manque cruellement : une mémoire longue durée. Le processeur calcule, la mémoire stocke, et la lumière distribue les résultats sur le réseau. Le cuisinier a enfin un livre de recettes qui ne brûle pas quand on éteint la cuisinière.
Le centre azote-lacune dans le diamant émet une lumière rouge lorsqu'on l'éclaire avec un laser vert. En mesurant l'intensité de cette émission, on peut lire dans quelle direction pointe le spin de l'électron.