Des chercheurs résolvent un obstacle majeur pour l'informatique quantique fiable et durable

ParisDes chercheurs de l'Université de Technologie de Chalmers en Suède ont mis au point un nouveau système qui résout un problème majeur de l'informatique quantique. Les systèmes quantiques actuels réalisent des tâches complexes mais sont bruyants et sujets aux erreurs, ou bien ils sont stables mais inefficaces en calcul. Cette nouvelle solution atténue ce problème, conduisant à des ordinateurs quantiques plus fiables et durables.

Les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, capables d'être à la fois 1 et 0 grâce à la superposition. Ces qubits sont toutefois sensibles aux interférences électromagnétiques et fluctuations magnétiques, réduisant ainsi la durée de calcul des ordinateurs quantiques. Pour résoudre des problèmes complexes, les chercheurs doivent bien gérer les états quantiques. Cependant, une difficulté persiste : les systèmes efficaces pour corriger les erreurs et fonctionner longtemps ont du mal à contrôler les états quantiques, et réciproquement.

Des chercheurs de l'Université de Chalmers ont développé un système innovant capable d'exécuter des tâches complexes sur un système quantique à multiples états, et ce, bien plus rapidement qu'auparavant.

Les caractéristiques principales du système Chalmers comprennent :

• Possibilité d'effectuer des opérations complexes rapidement
• Capacités améliorées de correction des erreurs
• Utilisation de l'informatique quantique à variables continues
• Compatibilité avec les ordinateurs quantiques supraconducteurs actuels

Les qubits se distinguent des bits des ordinateurs classiques car ils peuvent être à la fois 1 et 0 simultanément. Les systèmes physiques utilisant des qubits sont très sensibles aux erreurs, ce qui pousse les chercheurs à chercher des méthodes améliorées pour détecter et corriger ces erreurs. Le système Chalmers utilise une forme de calcul quantique appelée calcul quantique à variables continues et emploie des oscillateurs harmoniques pour encoder l'information de façon simple.

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Ces dispositifs, constitués de fines bandes de matériau supraconducteur sur une base isolante, servent de résonateurs micro-ondes. Ils s'intègrent parfaitement aux ordinateurs quantiques supraconducteurs les plus récents.

L'informatique quantique à variables continues a amélioré la correction d'erreurs, mais était initialement limitée pour effectuer des tâches complexes. Les tentatives précédentes pour utiliser des oscillateurs harmoniques avec des systèmes de contrôle comme les systèmes quantiques supraconducteurs étaient confrontées à l'effet Kerr, qui perturbe les états quantiques. Pour résoudre ce problème, des chercheurs de Chalmers ont placé un dispositif de contrôle à l'intérieur de l'oscillateur.

Cette méthode organise les états quantiques et permet de les contrôler avec précision. En conséquence, elle peut exécuter de nouvelles opérations de porte très rapidement. Cette approche conserve les avantages des oscillateurs harmoniques, tels qu'une tolérance aux pannes efficace, tout en permettant une maîtrise précise des états quantiques.

Des chercheurs ont publié une étude dans Nature Communications proposant une méthode qui combine correction d'erreurs et opérations complexes. Ils ont remis en question la pratique courante de séparer les éléments supraconducteurs des oscillateurs quantiques. En plaçant le dispositif de contrôle à l'intérieur de l'oscillateur, ils ont réalisé des opérations rapides sans perturber les états quantiques.

Les chercheurs estiment que ce nouveau système pourrait mener à des ordinateurs quantiques plus robustes et efficaces, capables de résoudre des problèmes complexes et de gérer les erreurs de manière optimale. Cette avancée représente un pas décisif vers la réalisation d'une informatique quantique pratique et performante.