Quatre gardiens quantiques aux coins d'une plaque ✛ ✎ ✦

Les bits quantiques (qubits) en superposition — c'est-à-dire à la fois 0 et 1 — font des merveilles, mais ils s'effondrent au moindre bruit. La solution : stocker l'information non pas dans une particule isolée, mais dans des tourbillons électromagnétiques collectifs. Les physiciens ont trouvé une méthode élégante : une plaque carrée refroidie en supraconducteur posée sur un diélectrique spécial engendre quatre de ces tourbillons — exactement aux coins. Les électrons s'y comportent comme l'eau dans une piscine étroite : ils ne circulent que le long des parois, et sur les bords opposés, ils vont en sens inverse. Par grand froid, ces courants s'enroulent aux coins en tourbillons stables.

Ces tourbillons sont des modes de Majorana, prédits il y a près d'un siècle. Leur valeur tient au fait que l'information est « tissée » dans leur mouvement et protégée de la décohérence quantique (la destruction de l'état quantique) par la géométrie elle-même. Alexei Kitaev et Frank Wilczek ont compris comment permuter ces modes pour les algorithmes quantiques. Et la simulation numérique a montré que le dispositif fonctionne sans matériaux ultra-précis et même sans champ magnétique externe — il suffit de bien choisir l'épaisseur de l'échantillon. Les cellules intriquées des coins promettent de devenir des qubits idéaux pour ordinateur quantique avec une longue mémoire quantique et des mesures quantiques de routine.