Un autre record a été battu sur la voie des ordinateurs quantiques entièrement fonctionnels : le contrôle total d'un processeur quantique de 6 qubits en silicium. Les chercheurs appellent cela un tremplin majeur pour la technologie.
Les qubits (ou bits quantiques) sont les équivalents quantiques des bits informatiques classiques, seuls ils peuvent potentiellement traiter beaucoup plus d'informations. Grâce à la physique quantique, ils peuvent être dans deux états en même temps, pas seulement 1 ou 0.
La partie délicate consiste à faire en sorte que de nombreux qubits se comportent comme ils le souhaitent, il est donc important de passer à six comme celui-ci. La possibilité de travailler avec eux à partir de silicium - le même matériau utilisé dans les appareils électroniques modernes - rend cette technologie potentiellement plus viable.
Aujourd'hui, le problème de l'informatique quantique se compose de deux parties, explique le chercheur en informatique quantique Stefan Philips de l'Université de technologie de Delft aux Pays-Bas. Le développement de qubits de qualité suffisante et le développement d'une architecture permettant la création de grands systèmes de qubits.
Notre travail s'inscrit dans les deux catégories. Et puisque l'objectif global de construire un ordinateur quantique nécessite un effort énorme, je pense qu'il est juste de dire que nous avons contribué dans la bonne direction.
Les qubits sont constitués d'électrons individuels épinglés dans une rangée distants de 90 nanomètres (le diamètre d'un cheveu humain est d'environ 75 000 nanomètres). Cette ligne de boîtes quantiques est intégrée dans du silicium à l'aide d'une structure similaire aux transistors utilisés dans les processeurs standards.
En apportant des améliorations minutieuses à la façon dont les électrons sont préparés, manipulés et surveillés, l'équipe de scientifiques a pu contrôler avec succès leur spin, une propriété mécanique quantique qui fournit l'état d'un qubit.
Les chercheurs ont également pu créer des portes logiques et des systèmes d'intrication de deux ou trois électrons à la demande avec un faible taux d'erreur.
Les scientifiques ont utilisé des micro-ondes, des champs magnétiques et des potentiels électriques pour contrôler et lire le spin des électrons, les manipulant comme des qubits et les faisant interagir les uns avec les autres selon les besoins.
Dans cette étude, nous repoussons les limites du nombre de qubits dans le silicium et obtenons une précision d'initialisation élevée, une précision de lecture élevée, une précision élevée des portes à un seul qubit et une précision élevée des états avec deux qubits », expliquent les scientifiques.
Ce qui est vraiment important, c'est que nous démontrons toutes ces caractéristiques ensemble dans une expérience avec un nombre record de qubits.
Jusqu'à présent, seuls les processeurs à 3 qubits ont été intégrés avec succès dans le silicium et contrôlés au niveau de qualité requis - c'est donc un grand pas en avant en termes de ce qui est possible dans ce type de qubit.
Il existe différentes façons de créer des qubits, y compris sur des supraconducteurs, où de nombreux autres qubits ont été utilisés ensemble, et les scientifiques tentent toujours de déterminer quelle méthode pourrait être la meilleure.
L'avantage du silicium est que toutes les chaînes de production et d'approvisionnement sont déjà établies, ce qui signifie que la transition d'un laboratoire scientifique à une vraie machine devrait être plus facile. Le travail se poursuit pour pousser le record de qubit encore plus haut.
Avec une conception soignée, il est possible d'augmenter le nombre de qubits de spin en silicium tout en conservant la même précision que pour les qubits simples », explique l'ingénieur Mateusz Madzik de l'Université de technologie de Delft.
Le bloc de construction clé développé dans notre recherche peut être utilisé pour ajouter encore plus de qubits dans les futures itérations.
L'étude a été publiée dans la revue Nature.
2022-10-03 17:15:45
Auteur: Vitalii Babkin