Une mémoire quantique qui résiste à la chaleur ✎ express
Le bit quantique (qubit) est une construction des plus délicates. Même une faible chaleur le détruit, comme une poussée accidentelle renverse un verre en cristal. Pour protéger cette information fragile, des physiciens ont créé une structure quantique tridimensionnelle qui évoque une poupée russe.
Inspirés par les idées de correction d'erreurs de Peter Shor et John Preskill, les auteurs construisent la protection couche par couche. Ils partent d'un paysage énergétique simple et le complexifient pas à pas, y tissant des motifs de désordre (entropie) et d'ordre. Des stabilisateurs spéciaux, nommés d'après Wolfgang Pauli, repoussent les perturbations thermiques. Ainsi, le qubit dans l'état fondamental du système se trouve solidement caché.
En fin de compte, le temps de vie de l'information croît de manière avalancheuse à chaque nouvelle couche — on peut obtenir une conservation plus longue que l'âge de l'Univers. Habituellement, les états quantiques nécessitent un refroidissement proche du zéro absolu, mais ici la protection fonctionne à des températures réelles. Cela rapproche l'avènement de puces quantiques sans réfrigérateurs encombrants. Une mémoire, dont la stabilité rivalise avec un trou noir, défie le modèle standard de la décohérence.
À température ambiante, les états quantiques se détruisent généralement en une fraction de seconde. Le nouveau modèle promet un temps de vie qui croît de manière avalancheuse avec la taille du système — théoriquement plus long que l'âge de l'Univers.