Informatique quantique basée sur Skyrmion – QuantumSky

L'informatique quantique a le potentiel d'améliorer considérablement la puissance de calcul en exploitant les propriétés intrinsèques de la mécanique quantique. Malgré les progrès réalisés dans le développement des qubits à l'état solide, des limitations importantes subsistent en matière de contrôle et d'évolutivité, ce qui fait de la recherche de plates-formes de qubit optimales un axe de recherche majeur. Une plate-forme sous-explorée, les nanoskyrmions magnétiques, est prometteuse en tant que nouveau type de qubit basé sur l'hélicité des skyrmions. Les skyrmions magnétiques sont des textures de spin topologiques hautement résilientes et sont des candidats prometteurs pour les schémas de calcul classiques, permettant des dispositifs spintroniques compacts et à faible énergie. Indépendamment des progrès considérables réalisés dans le domaine émergent de la skyrmionique, leur applicabilité au traitement de l'information dans le régime quantique est un défi actuel.

QuantumSky étudiera théoriquement la dynamique quantique et hors équilibre d'un nouveau paramètre connu sous le nom d'hélicité des skyrmions. Cette étude permettra un contrôle précis des qubits skyrmions et développera des fonctionnalités au-delà de l'état de l'art. Doté de méthodes innovantes, ce projet se concentre sur le développement de stratégies pour concrétiser des ordinateurs quantiques basés sur des skyrmions, visant à fonder un nouveau domaine de skyrmionique quantique. Mon objectif est de décrire fondamentalement le bruit environnemental agissant sur le skyrmion et d'explorer des protocoles pilotés pour atténuer la décohérence quantique basés sur le découplage dynamique et la conduite par bain de spin. Je propose des systèmes quantiques hybrides basés sur des skyrmions couplés à des modules quantiques comme des plateformes quantiques multitâches aux fonctionnalités complémentaires. Je développerai des propositions d'intrication médiée par des quasiparticules pour obtenir un couplage de qubits accordable à longue distance en utilisant des modes magnon et des photons de cavité et je concevrai des protocoles optimaux d'un ensemble universel de portes. L'action proposée décrit des configurations spécifiques pour mettre en œuvre une plate-forme quantique compétitive basée sur des skyrmions et ouvre des opportunités exceptionnelles.