Ordinateur quantique record avec plus de 1 000 qubits

La société américaine Atom Computing crée le premier ordinateur quantique doté de 1 180 qubits, ce qui peut améliorer la précision de la machine.

Le plus grand ordinateur quantique construit par Atom Computing. Photo : Atom Computing — Le plus grand ordinateur quantique construit par Atom Computing. Photo : *Atom Computing*

Le premier ordinateur quantique au monde possède plus de deux fois plus de bits quantiques (qubits) que le précédent détenteur du record, l'Osprey d'IBM (433 qubits). Si un plus grand nombre de qubits n'implique pas nécessairement de meilleures performances, un grand nombre de qubits est essentiel pour les futurs ordinateurs quantiques sans erreur, contrairement aux machines de recherche actuelles, souvent bruyantes. Les plus grands ordinateurs quantiques, comme ceux d'IBM et de Google, utilisent des circuits supraconducteurs refroidis à des températures extrêmement basses. Mais la machine record de la start-up californienne Atom Computing compte 1 180 qubits, utilisant des atomes neutres maintenus en place par des lasers dans un réseau bidimensionnel, comme l'a rapporté New Scientist le 24 octobre.

L'un des avantages de cette conception réside dans la facilité d'extension du système et d'ajout de qubits au réseau, selon Rob Hays, PDG d'Atom Computing. Tout futur ordinateur quantique fonctionnel et exempt d'erreurs (une propriété appelée tolérance aux pannes) nécessitera au moins plusieurs dizaines de milliers de qubits correcteurs d'erreurs fonctionnant en parallèle avec le qubit de programmation.

« Si nous nous contentons d'augmenter le nombre de qubits à quelques dizaines, comme le font aujourd'hui la plupart des systèmes supraconducteurs et à pièges à ions, il faudra beaucoup de temps avant d'atteindre l'ère des machines tolérantes aux pannes. Avec l'approche de l'atome neutre, nous pouvons y parvenir beaucoup plus rapidement », explique Hays. Selon lui, l'équipe d'Atom Computing vise à multiplier par dix environ le nombre de qubits de la machine tous les deux ans.

Contrairement aux bits informatiques classiques, qui sont soit 1, soit 0, les qubits sont plus diversifiés, présentant une gamme de caractéristiques différentes selon leur fabrication. Les atomes neutres sont mieux adaptés à l'intrication quantique, un étrange effet quantique où deux qubits sont liés et peuvent s'influencer mutuellement même à de très grandes distances. Ils sont également plus stables. Le qubit de l'ordinateur d'Atom Computing empêche l'effondrement de l'état quantique, assurant ainsi une tolérance aux pannes, pendant près d'une minute. À titre de comparaison, l'ordinateur Osprey d'IBM a un temps de liaison des qubits de seulement 70 à 80 microsecondes.

Le long temps de cohérence est dû à l'atome d'ytterbium utilisé par Hays et ses collègues comme qubit. La plupart des machines à atomes neutres utilisent les électrons de l'atome comme éléments quantiques pour effectuer des calculs, mais ces derniers sont facilement perturbés par les puissants lasers utilisés pour les maintenir en place. Avec l'ytterbium, les chercheurs ont pu exploiter une propriété quantique du noyau atomique appelée spin (le moment angulaire intrinsèque de la particule), qui est moins sensible aux perturbations. Selon Ben Bloom, chercheur en calcul atomique, le noyau interagit moins fortement avec son environnement extérieur que l'électron.

Les qubits présentant des caractéristiques très diverses, il est difficile de les comparer entre différentes machines. Cependant, Bloom a indiqué que la machine d'Atom Computing possède la même puissance de calcul que l'ordinateur d'IBM. L'équipe espère mettre cet ordinateur à la disposition des clients l'année prochaine pour des applications de cloud computing.

An Khang (selon New Scientist )

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