La gomme lumineuse pour les points quantiques express
Trois cordes de guitare sur un même instrument, mais les chevilles de chacune tournent avec une force différente : l'une cède immédiatement, l'autre tourne difficilement, et la troisième se bloque carrément. C'est à peu près ainsi que l'on travaille avec les points quantiques en silicium — de minuscules îlots qubits, où chacun exige sa propre « tension-chevillette » électrique pour sonner juste. La cause ? Des charges aléatoires qui se coincent à l'interface entre le silicium et l'oxyde, comme des grains de sable dans la graisse d'un mécanisme.
Des ingénieurs de Princeton ont trouvé un moyen de retirer délicatement ces « grains de sable » à l'aide de lumière infrarouge. Une impulsion lumineuse, envoyée au bon moment et sous la bonne tension, déplace en douceur les charges piégées — comme si la vibration d'un haut-parleur faisait s'accumuler le sable en un seul endroit. Après cette procédure, les trois points quantiques commencent à obéir aux mêmes tensions, passant d'instruments capricieux à un ensemble harmonieux.
Le plus important, c'est que cette « gomme lumineuse » ne dégrade pas la pureté du son. Le bruit de charge mesuré (la fluctuation du champ électrique qui perturbe les calculs quantiques) est resté aussi faible qu'avant le réglage. Cela signifie que la méthode peut être appliquée à des dispositifs déjà fabriqués, sans craindre d'altérer leur précision.
Maintenant que les guitares quantiques se construisent facilement et de manière identique, on peut jouer des pièces complexes — par exemple, assembler des chaînes de nombreux qubits pour des calculs sérieux. Et la lumière continue d'être le principal accordeur dans le monde du très petit.
La lumière infrarouge qui « efface » les charges est presque la même gamme que celle utilisée par les télécommandes de télévision. Seulement ici, chaque photon agit comme un minuscule marteau qui fait sortir les électrons de leurs pièges.
Dans le roman « L'Âge de diamant » de Neal Stephenson, les nanotechnologies manipulent la matière au niveau atomique à l'aide de la lumière, ajustant les propriétés des matériaux selon leurs besoins — presque comme dans ce travail.