Un schéma pour créer un ordinateur quantique à grande échelle

Les chercheurs présentent un plan pour créer un ordinateur quantique à grande échelle. L’initiative est ambitieuse, mais les obstacles le sont tout autant. Les chercheurs prévoient de partager le plan de cet ordinateur quantique avec les scientifiques du monde entier.


Les chercheurs présentent un plan pour créer un ordinateur quantique à grande échelle. L'initiative est ambitieuse, mais les obstacles le sont tout autant. Les chercheurs prévoient de partager le plan de cet ordinateur quantique avec les scientifiques du monde entier.
Le prototype du noyau d'un ordinateur quantique avec des ions piégés - Crédit : Ion Quantum Technology Group, University of Sussex

Les chercheurs ont présenté le schéma pour un basé sur les micro-ondes qui pourraient connecter des modules individuels afin de créer une à grande échelle. En fait, l’objectif final est de créer un ordinateur quantique de la taille d’un stade de football.

Cette approche offrirait une connexion qui serait 100 000 fois plus rapide entre les différents modules de calculs quantiques comparés à l’approche classique des ordinateurs quantiques qui utilisent la fibre optique selon les auteurs. L’ordinateur quantique est le principal objectif de nombreux chercheurs dans le monde entier. Et chaque équipe propose son approche pour créer cette machine avec le minimum de défauts. Certains modèles utilisent des connexions basées sur des lasers. Mais Bjoern Lekitsch et ses collègues proposent une architecture qui se base sur une radiation globale en ondes longues et des champs magnétiques appliqués localement.

Une illustration montrant un ordinateur quantique à grande échelle qui utilisent des ions piégés - Crédit: Ion Quantum Technology Group, University of Sussex

Une illustration montrant un ordinateur quantique à grande échelle qui utilisent des ions piégés – Crédit: Ion Quantum Technology Group, University of Sussex

Le schéma de cet ordinateur quantique présente des modules « autonomes » qui seront créés avec la microfabrication du silicium et il va utiliser une technologie d’alignement qui permet le transfert des ions entre les modules connectés. Les auteurs proposent différentes manières de dissiper la grande quantité de chaleur produite par cet ordinateur quantique. Leurs estimations montrent qu’un calcul connu dans le champ quantique (la factorisation d’un nombre premier de 2048 bits) prendrait 110 jours et il nécessiterait un système composé de 2×109 d’ions piégés. Mais des ajustements sur le code de correction d’erreur pourraient réduire significativement ce nombre. Même si ce design surmonte les défis posés par les modèles qui se basent sur les lasers, il crée également de nouveaux problèmes tels que la création des gradients intenses de champs magnétiques et un voltage parfaitement contrôlé.

Un modèle imprimé en 3D d'un module de calcul quantique "autonome" pour créer un ordinateur quantique à grande échelle qui utilise des ions piégés par des micro-ondes - Crédit: Ion Quantum Technology Group, University of Sussex

Un modèle imprimé en 3D d’un module de calcul quantique « autonome » pour créer un ordinateur quantique à grande échelle qui utilise des ions piégés par des micro-ondes – Crédit: Ion Quantum Technology Group, University of Sussex

Pour le moment, ce n’est qu’un plan, mais la prochaine étape est de construire réellement cet ordinateur quantique comme une preuve à l’appui selon les chercheurs. Les chercheurs vont également publier ce plan afin que les scientifiques du monde puissent créer leurs propres prototypes.

Source : Science Advances (http://advances.sciencemag.org/content/3/2/e1601540)

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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