Un ordinateur quantique n'est pas un bloc monolithique, c'est plutôt un orchestre où chaque qubit doit jouer sa partition sans couvrir ses voisins. Dans les machines à ions, on utilise deux types de qubits : les uns stockent l'information, les autres la traitent. Auparavant, chaque type nécessitait son propre laser, comme le violon et la trompette ont chacun leur baguette de chef.
Les physiciens ont proposé de se contenter d'une seule baguette. Ils ont pris un laser pulsé qui, au lieu d'une note pure, émet tout un peigne de fréquences — comme un peigne avec de nombreuses dents. Deux dents de ce peigne sont tombées exactement en résonance avec les deux types de qubits dans l'ion d'ytterbium-171. Un seul laser a fait travailler les deux types de qubits : à la fois stocker et calculer.
On a aussi testé l'intrication entre qubits : le laser a réussi à intriguer deux qubits de types différents — c'est une opération de base pour tout calcul quantique. Avant, cela aurait nécessité deux lasers et une synchronisation complexe. Maintenant, un seul appareil fait tout.
C'est comme si une seule télécommande contrôlait à la fois la télévision et le climatiseur, alors qu'avant il en fallait une pour chaque. La conception de l'ordinateur quantique se simplifie, moins de pièces — moins de risques de panne. Le chemin vers des machines quantiques pratiques devient un peu plus lisse.
L'ion d'ytterbium-171 dans un piège est suspendu dans le vide et maintenu par des champs électriques. Un tel ion peut être refroidi par laser à des températures de l'ordre du millième de kelvin — plus froid que dans l'espace interstellaire.