Voici l’ordinateur quantique à plus de 1000 qubits
ÀTom Informatique a créé le premier ordinateur quantique dépassant 1000 qubits, ce qui pourrait améliorer la précision des machines.
Le premier ordinateur quantique au monde à dépasser 1 000 qubits est plus du double de celui du précédent détenteur du record, le Balbuzard pêcheur IBM, qui dispose de 433 qubits. Même si avoir plus de qubits ne signifie pas nécessairement de meilleures performances, un grand nombre d’entre eux seront nécessaires pour les futurs ordinateurs quantiques sans erreur qui seront utiles, contrairement aux machines de recherche bruyantes d’aujourd’hui.
Informatique atomique : 1 180 qubits
Les plus grands ordinateurs quantiques, comme ceux d’IBM et de Google, utilisent des câbles supraconducteurs refroidis à des températures extrêmement basses pour leurs bits quantiques, ou qubits. La machine record de la start-up californienne Atom Computing, dotée de 1180 qubits, utilise des atomes neutres piégés par des lasers dans une grille bidimensionnelle.
L’un des avantages de cette conception est qu’il est facile de faire évoluer le système et d’ajouter beaucoup plus de qubits à la grille, explique Rob Hays, PDG d’Atom Computing. Tout ordinateur quantique utile dans le futur et exempt d’erreurs, une fonctionnalité appelée tolérance aux pannesaura besoin d’au moins des dizaines de milliers de qubits dédiés à la correction d’erreurs travaillant parallèlement aux qubits programmables, dit-il.
« Si nous voulons seulement mettre à l’échelle des dizaines de qubits, comme l’ont fait jusqu’à présent la plupart des systèmes d’ions piégés et supraconducteurs, il faudra beaucoup de temps pour arriver à l’ère de la tolérance aux pannes », explique Hays. « Avec l’approche de l’atome neutre et la vitesse de mise à l’échelle dont nous disposons, nous pourrons y arriver beaucoup plus rapidement. » Hays affirme que l’équipe vise à multiplier le nombre de qubits dans la machine par environ 10 tous les deux ans.
Contrairement aux bits de calcul conventionnels, qui peuvent avoir une valeur de 1 ou 0 et sont largement interchangeables, les qubits sont plus variés et possèdent une gamme de propriétés différentes selon la façon dont ils sont fabriqués.
Qubits d’atomes neutres
Les qubits d’atomes neutres se prêtent mieux à l’intrication quantique, un effet quantique dans lequel les qubits sont connectés de telle sorte que la mesure d’une propriété d’un qubit révèle celle de l’autre. Ils sont également plus stables, les qubits de la machine Atom Computing empêchant leur état quantique de s’effondrer – une caractéristique appelée tolérance aux pannes, essentielle à la correction des erreurs – pendant près d’une minute. Osprey d’IBM, par exemple, a des temps de cohérence d’environ 70 à 80 microsecondes.
Ces longs temps de cohérence sont dus aux atomes d’ytterbium que Hays et son équipe utilisent comme qubits. La plupart des machines à atomes neutres utilisent l’électron d’un atome comme élément quantique avec lequel effectuer le calcul, mais cela peut facilement être affecté par les puissants lasers utilisés pour le maintenir en place. Avec l’ytterbium, on peut utiliser une propriété quantique du noyau de l’atome appelée spin, beaucoup moins sensible aux perturbations. « Le noyau n’interagit tout simplement pas avec l’environnement externe comme le fait l’électron », explique Ben Bloom d’Atom Computing.
Poiché i qubit hanno così tante caratteristiche diverse, può essere difficile confrontare tra macchine diverse, ma Bloom sostiene che la macchina di Atom Computing è paragonabile in termini di capacità di elaborazione a quella di IBM, anche se l’azienda non ha ancora rilasciato cifre su ce.
La machine Atom Computing sera prête en 2024
L’équipe espère proposer la machine aux clients l’année prochaine pour les applications de cloud computing, à l’instar de ce que font aujourd’hui des entreprises comme IBM. « La machine Atom Computing ne peut actuellement pas effectuer d’opérations de calcul sur tous les qubits en même temps, ce qui sera nécessaire pour des machines entièrement corrigées des erreurs », explique Bloom.
« De plus en plus de groupes construisent désormais des systèmes dotés de 1 000, voire plusieurs milliers de qubits atomiques », dit-il. Mark Saffman de l’Université du Wisconsin-Madison. « C’est vraiment là que se situe aujourd’hui la frontière du domaine, avec cette échelle de 1 000 et au-delà. »
Cependant, Atom Computing devra divulguer plus de détails sur le fonctionnement de la machine avant de pouvoir l’évaluer correctement, explique Saffman, par exemple combien de ses qubits peuvent être utilisés et faire l’objet d’opérations logiques.
