Des Quibits topologiques à l’ordinateur quantique: réalisé avec Maiorana 1

S’appelle Majorana 1 La nouvelle puce quantique lancée par Microsoft qui ajoute une pièce fondamentale dans la course mondiale à Calcul quantique. Il s’agit du premier processeur de nouvelle génération au monde construit sur qubit topologiqueunité quantique plus robuste d’informations quantiques que les quibits traditionnels.

En fait, celui du calcul quantique est une frontière fascinante, mais toujours largement inexplorée, dans laquelle la théorie et la pratique se réunissent sur un sol extrêmement complexe, où chaque progrès nécessite des décennies d’étude, une intuition scientifique et une ingénierie capable de remettre en question les limites physiques de la question.

Et c’est dans ce contexte que la société Redmond propose une technologie qui a pour objectif de surmonter deux des plus grands obstacles qui ont lentement ralenti les avancées vers des ordinateurs quantiques vraiment opérationnels: le stabilité du qubit et le leur évolutivité.

Début de Majorana 1: la nouvelle puce qui remet en question les limites du calcul classique

A qubit, or « quantum bit », is the information unit in the world of quantum computation, very different from the traditional bit used in classic computers and limited to a state of 0 or 1. « A qubit exploits the overlap, a quantum phenomenon that allows it to be in both states – 0 and 1 – at the same time, increasing exponentially the amount of information that can be processed in parallel », Giancarlo Sudano, Données d’architectes techniques seniors et AI de Microsoft Italia, pendant le stade milanais de Microsoft à Tour 2025.

Cette capacité à se chevaucher et à s’influencer rend le qubit très puissant et permet, en même temps, des ordinateurs quantiques à gérer des tâches extrêmement complexes qui seraient pratiquement impossibles pour un ordinateur traditionnel ».

La physique derrière Majorana 1: les fermiions de Majorana

La clé de cette innovation réside dans la physique théorique développée il y a près d’un siècle et au nom de la puce, inspirée par le corps italien Ettore Majoranaqui en 1938 a théorisé l’existence de particules qui sont simultanément leurs antiparticules, ouvrant une perspective radicalement nouvelle sur le sujet et ses interactions. Une perspective est restée pendant des décennies confinée aux articles académiques, jusqu’à ce que la frontière de l’informatique quantique ait redécouvert le potentiel transformateur de ces entités, le So-appelé Fermi de Majoranacomme base pour une nouvelle génération de qubit.

« Majorana 1 utilise ces« particules Majorana »pour former des quibit qui, contrairement aux traditionnels, sont intrinsèquement plus résistants au bruit, comme interférence par les champs magnétiques et électrostatiques», souligne le Soudano. En d’autres termes, les informations quantiques ne sont plus confiées aux systèmes vulnérables, mais placés dans une structure physique capable de les protéger naturellement, ce qui rend le système quantique plus robuste « .

Le rôle de la container supérieur: matériaux innovants pour un calcul quantique plus stable

L’élément central de cette innovation est le haut et topoconducteurun matériau qui combine des propriétés conductrices avec des caractéristiques topologiques, qui dérivent de topologie« A branch of mathematics that studies the properties of the objects that remain unchanged through continuous deformations (such as drilling or bending, but without cutting or gluing). In the context of top -controllers, the topology is used to describe and exploit particular electronic behaviors, which allow the material to be particularly resistant to errors and external interferences, such as magnetic fields or thermal fluctuations », clarified  » Technical Architect Données et AI DI Microsoft.

De cette façon, il est possible de construire des quibit non plus individuels et isolés, mais intégrés dans un réseau d’états collectifs qui se protègent les uns les autres contre les fluctuations environnementales. Il s’agit d’un concept de contribution pour ceux habitués à la logique binaire de l’informatique classique. Mais c’est précisément cette différence radicale qui représente la valeur ajoutée de l’informatique quantique.

Les principes à la base des chicanes topologiques: chevauchement et enchevêtrement

Un concept qui a bien clarifié Andrea Benedetti, Données d’architectes de solution de cloud senior & IA de Microsoft Italia: « Nous sommes habitués à penser en termes de bit: zéro ou un, sur ou hors ou désactivé. Mais l’avenir de la technologie de l’information – et peut-être de l’humanité elle-même – passe par une révolution conceptuelle: celle des Quibits topologiques. Et ce n’est pas une métaphore simple. chevaucher et leenchevêtrementqui permettent à plus de qubits de partager des états et de s’influencer mutuellement même à distance « .

Dans la pratique, lorsque deux ou plusieurs quibit s’entrelacent, selon le principe – précisément – de l’enchevêtrement, l’état d’un quibit ne peut être décrit quel que soit l’état de l’autre, même s’ils sont séparés par de grandes distances. Cela vous permet de transmettre des informations d’une manière très corrélée et d’effectuer des opérations simultanées sur plusieurs quibits, sans avoir besoin d’intervenir sur chacun d’eux individuellement.

Supercalculateur quantique évolutif: Vision de Microsoft

Microsoft se tourne vers la construction d’un Supercalculateur à chablecapable d’effectuer des calculs appelés aujourd’hui « intraitables » même par le supercalculateur classique le plus avancé. Selon la vision de la Redmond Company, dans les années à venir, il sera possible de se rendre à Une machine quantique composée de millions de quibits travaillant dans la synergie. Mais ce n’est pas seulement un défi d’ingénierie: c’est la possibilité concrète d’ouvrir de nouvelles frontières dans les domaines clés de l’entreprise.

« Dans Microsoft, avec le projet Majorana 1, nous travaillons depuis plus de vingt ans pour transformer l’impensable en réalité, confronté à des problèmes de calcul si complexes qu’ils sont » (en) négociables « pour les systèmes classiques. Il ne s’agit pas seulement de faire les mêmes choses plus rapidement, mais de radicalement changé notre façon de penser à calcul », a réitéré Benedetti. « Nous parlons d’un parallélisme implicite, un chevauchement des états, qui permet au système quantique d’explorer plusieurs solutions simultanément: une architecture complètement nouvelle, capable de nous donner une puissance de traitement qui n’existe pas simplement. Le but? Faire des calculs gérables aujourd’hui prohibitifs, avec une réelle économie en termes de ressources et de consommation d’énergie.

L’impact de l’informatique quantique dans la société et les industries

C’est précisément cette capacité à multiplier les possibilités de calcul qui ouvrent les premiers scénarios inaccessibles: de la simulation de molécules complexes à la résolution des algorithmes mathématiques en temps réel, en passant par des modèles climatiques, de nouveaux matériaux et des intelligences artificielles capables d’apprendre avec une profondeur impensable aujourd’hui.

«Imaginons l’impact sur Soins de santéoù il sera possible de simuler soigneusement les réactions chimiques des médicaments, réduisant considérablement les temps de développement et les coûts. Ou dans le financeoù les modèles prédictifs pourront gérer les variables aujourd’hui ingérables, réduisant les risques systémiques. Dans le secteur énergiel’optimisation des processus de fusion nucléaire ou de la gestion des réseaux intelligents pourrait faire un bond en avant. Et encore, gouvernements, industrie de la fabrication, automobile: L’ensemble du tissu économique et social est destiné à être transformé « , a conclu Benedetti.