PREPRINT — VERSION 2.0 « Réaliste Edition » Lozac'h Double Qubit Architecture verre boré / h-BN / électrode Au (2 nm) / graphite pyrolytique Couplage RF commutable à deux qubits de spin — simulations et analyse comparative

Jean-yves Lozac'h

Published Mar 28, 2026• 0 citations

Abstract

Abstract Nous présentons la version 2.0, dite "Réaliste Edition", du Lozac'h Double Qubit : un système à deux qubits de spin couplés, fabriqué à partir de verre borosilicate dopé bore (3-5% B) sur graphite pyrolytique (HOPG), avec une couche de couplage en nitrure de bore hexagonal (h-BN, 8 nm) intégrant une électrode en or de 2 nm servant de porte RF commutable. Par rapport à la version 1.0, cette version adopte des paramètres de cohérence réalistes pour un verre amorphe : T2 (spins électroniques) = 2-12 µs à 233 K, contre des valeurs optimistes de 100 ms précédemment annoncées. Les simulations numériques (Hahn Echo, oscillations de Rabi, crosstalk A-B) sont présentées et discutées honnêtement, incluant leurs limitations. Le modèle thermique prédit keff = 3.3-4.4 W/m·K pour du HOPG commercial (k_graphite = 4-6 W/m·K cross-plane). La comparaison avec les plateformes concurrentes (supraconducteurs, diamant NV, ions piégés, SiC) montre que cette architecture occupe un créneau unique : coût < 10 k€ pour un démonstrateur complet, sans cryogénie lourde, compatible CMOS. Mots-clés : qubit, verre boré, graphite, h-BN, couplage RF, température ambiante.

DOI: 10.5281/zenodo.19299974

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Jean-yves Lozac'h

Abstract Nous présentons la version 3.0 du Lozac'h Double Qubit, corrigeant une erreur fondamentale de la v2.0 : la simulation de crosstalk A-B utilisait un préfacteur arbitraire (saturation à 50% codée en dur), sans base physique. Le calcul rigoureux du couplage dipolaire magnétique réel donne J = 8.27×10⁻⁶ Hz à 10 µm de séparation, soit un temps de couplage de 33 heures et un crosstalk de 0.000000% sur 200 µs — quatre ordres de grandeur sous le critère Go de 12%. Deux mécanismes additionnels ont été simulés : le bruit de champ magnétique commun B₀ (crosstalk < 0.031% même en labo non blindé) et le couplage via phonons différentiels du graphite (< 10% au pic à 2.17 GHz, < 5% avec HOPG réel amorti). L'architecture est validée sur les trois mécanismes. Les temps de cohérence réalistes restent T2 = 2-12 µs (spins électroniques, verre amorphe, 233 K). Le modèle thermique donne keff = 3.3-4.4 W/m·K pour du HOPG commercial. La comparaison marché confirme un positionnement unique : démonstrateur 2 qubits à < 10 k€ sans cryogénie, compatible CMOS, sur wafer 100 mm.

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Architecture d'un Supercalculateur Photonique Massivement Parallèle : Le Système P-CBAM-256 à Température Ambiante Version 2.0 — Architecture corrigée et validée par revue bibliographique indépendante Jean-Yves Lozac'h

Jean-yves Lozac'h

Ce document présente la version corrigée de l'architecture P-CBAM-256, un supercalculateur photonique massivement parallèle composé de 256 matrices de calcul interconnectées, exploitant 16 777 216 cellules élémentaires à défauts de spin V⁻ʙ dans la nitrure de bore hexagonal (hBN). La version 1.0 de cette architecture proposait un fonctionnement à 77 K pour « prolonger le temps de cohérence de spin T2 » ; Cette hypothèse s'est révélée non soutenue par la littérature expérimentale, qui a établi que T2 du V⁻ʙ est gouverné par le bain de spins nucléaires environnants et reste quasiment indépendant de la température entre 50 K et 300 K. La présente version corrige cette erreur, supprime le poste de cryogénie associé, et révise le facteur de codage par cellule de B=2 à B=1 bit/cycle après vérification que la dégénérescence du canal de lecture optique du V⁻ʙ ne permet pas une discrimination simultanée des deux sous-niveaux de spin sombres. L'architecture corrigée, fonctionnant à température ambiante, délivre un débit global théorique de 3 355 Tb/s (≈ 419 To/s) pour un coût d'infrastructure augmentant à 27,7 M€, contre 67,1 Tb/s et 29,1 M€ dans la version non corrigée.

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