La puissance de l'informatique quantique reste hors de portée pour l'instant, mais nous nous rapprochons: les physiciens viennent de faire 10 bits sur un circuit supraconducteur, marquant un nouveau record dans la marche vers l'informatique de nouvelle génération.
Alors que les chercheurs ont déjà relié jusqu'à 51 qubits dans le même ordinateur, il s'agit d'un nouveau record pour le nombre de qubits intriqués sur un supraconducteur. Des avancées comme celles-ci sont nécessaires pour rendre les ordinateurs quantiques plus robustes, en les ouvrant à des applications plus puissantes.
Des chercheurs chinois ont réalisé l'exploit en forgeant des qubits à partir de minuscules morceaux d'aluminium, placés sur un substrat en saphir, et reliés les uns aux autres autour d'un résonateur de bus central. Le record précédent pour un système comme celui-ci était celui qui contenait neuf qubits.
"Nos résultats démontrent le plus grand enchevêtrement créé jusqu'à présent dans les architectures à semi-conducteurs, et ouvrent la voie à un calcul quantique à grande échelle", écrivent les chercheurs dans le document.
Les Qubits sont les blocs de construction de l'informatique quantique, capables de se superposer – se trouvant dans deux états en même temps, plutôt que les bits informatiques d'aujourd'hui, qui sont soit 1 soit 0 à un moment donné.
L'un des problèmes abordés dans cette étude était la décohérence, où l'environnement informatique quantique s'effondre essentiellement dans un environnement informatique classique.
Cela peut créer des erreurs qui rendent les ordinateurs quantiques moins fiables. Une façon d'améliorer la robustesse du processus consiste à enchevêtrer les qubits.
L'enchevêtrement est l'endroit où les états quantiques ne peuvent pas être décrits indépendamment, mais seulement par rapport aux autres, ce qui rend le système plus solide.
Le seul problème – les qubits intriqués sont aussi enclins à la décohérence dont nous avons parlé plus tôt.
Pour éviter cela, les circuits supraconducteurs ont été refroidis à des températures incroyablement basses pour garder les qubits cohérents plus longtemps. Dans ce cas, le bus central était capable de créer un enchevêtrement entre deux qubits, entre plusieurs paires, ou entre les 10 qubits du tableau avec une seule interaction. Tout sans s'effondrer.
Le bus gère le travail très délicat consistant à faire osciller les qubits sélectionnés à la même fréquence afin qu'ils puissent interagir, et permettre que les qubits transfèrent de l'énergie sans consommer d'énergie.
L'équipe a utilisé une technique de mesure appelée tomographie quantique pour prouver qu'ils avaient effectivement empêché leurs qubits – mais nous sommes encore loin de l'avoir dans un ordinateur. L'étape suivante consiste à prouver que cela peut être amélioré.
Pour assembler un ordinateur quantique capable de prendre à peu près n'importe quelle tâche, comme un ordinateur conventionnel, nous aurions besoin de centaines, voire de millions de qubits.
Cela serait suffisant pour simuler le comportement de petites molécules et d'autres systèmes quantiques.
Plusieurs qubits intriqués sur un certain nombre de processeurs aideront à tirer le maximum du système.
John Martinis de l'Université de Californie à Santa Barbara, l'un des scientifiques responsables du circuit à neuf qubits qui n'est plus le détenteur du record, a loué l'expérience comme étant "bien faite".
Martinis dit que l'enchevêtrement rapide et l'opération à un qubit réalisés par les chercheurs sont particulièrement remarquables, mais le test crucial vient en essayant d'étendre le système sans qu'il ne tombe comme un château de cartes.
"La chose la plus difficile est de mettre à l'échelle avec une bonne fidélité aux portes", dit Martinis.
La recherche a été publiée dans Physical Review Letters .
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