Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie du Sud (USC), dirigée par le professeur Aaron Lauda, a identifié une nouvelle particule, baptisée "neglecton", qui pourrait résoudre un défi majeur dans le développement des ordinateurs quantiques universels. Ces particules, précédemment négligées en raison de leur "trace quantique nulle", se révèlent être essentielles lorsqu'elles sont combinées avec les fermions de Majorana.
Les ordinateurs quantiques promettent de révolutionner le calcul, mais la fragilité des qubits face aux perturbations extérieures limite leur application pratique. Le calcul quantique topologique, qui encode l'information dans les propriétés géométriques des particules comme les fermions de Majorana, offre une solution. Cependant, les fermions de Majorana seuls ne permettent qu'un ensemble limité d'opérations logiques, empêchant la création d'ordinateurs quantiques universels.
L'étude, publiée dans Nature Communications, révèle que l'ajout d'un seul neglecton au système de fermions de Majorana permet de réaliser l'ensemble complet des opérations logiques nécessaires à l'universalité des calculs quantiques. Cette découverte, issue d'une nouvelle approche mathématique appelée théories quantiques des champs topologiques non semi-simples, ouvre la voie à des ordinateurs quantiques plus stables et efficaces.
Les neglectons, bien qu'ignorés par le passé, se présentent comme la pièce manquante pour exploiter pleinement le potentiel des systèmes quantiques topologiques basés sur les fermions de Majorana, tels que les anyons d'Ising. Cette avancée s'inscrit dans un contexte de recherche effervescente sur les nouvelles approches de calcul, comme l'ont démontré des scientifiques suédois en février 2025 avec la transmission d'informations par ondes magnétiques pour des systèmes de calcul à faible consommation.
La découverte du rôle des neglectons marque une étape significative vers la concrétisation d'ordinateurs quantiques universels, capables de résoudre des problèmes computationnels complexes tout en surmontant les défis de fragilité et de limitation opérationnelle des systèmes quantiques topologiques actuels.