Un ordinateur quantique battant tous les records avec plus de 1 000 qubits

La société américaine Atom Computing crée le premier ordinateur quantique doté de 1 180 qubits, ce qui permet d'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 du double de bits quantiques (qubits) que le précédent détenteur du record mondial, l'ordinateur Osprey d'IBM (433 qubits). Si davantage de qubits ne signifie pas nécessairement de meilleures performances, un grand nombre de qubits est essentiel pour que les futurs ordinateurs quantiques soient exempts d'erreurs, contrairement aux machines de recherche bruyantes d'aujourd'hui. 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 possède 1 180 qubits, utilisant des atomes neutres maintenus en place par des lasers dans un réseau bidimensionnel, a rapporté New Scientist le 24 octobre.

Selon Rob Hays, PDG d'Atom Computing, l'un des avantages de cette conception est qu'elle permet de faire évoluer facilement le système et d'ajouter des qubits au réseau. Tout futur ordinateur quantique fonctionnel et sans erreur (une propriété appelée tolérance aux pannes) nécessitera au moins des dizaines de milliers de qubits correcteurs d'erreurs fonctionnant en parallèle avec les qubits de programmation.

« Si nous passons à quelques dizaines de qubits, comme le font aujourd'hui la plupart des systèmes supraconducteurs et à piégeage ionique, il nous faudra beaucoup de temps pour atteindre l'ère des machines tolérantes aux pannes. Avec l'approche par atomes neutres, nous pouvons y parvenir beaucoup plus rapidement », explique Hays. L'équipe d'Atom Computing vise à multiplier le nombre de qubits de la machine par dix environ tous les deux ans, précise-t-il.

Contrairement aux bits d'un ordinateur classique, qui valent 1 ou 0, les qubits sont plus diversifiés, avec des caractéristiques différentes selon leur composition. 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 grandes distances. Ils sont également plus stables. Le qubit de l'ordinateur d'Atom Computing empêche l'effondrement de l'état quantique, garantissant ainsi une tolérance aux pannes, pendant près d'une minute. À titre de comparaison, l'ordinateur Osprey d'IBM présente un temps de liaison des qubits de seulement 70 à 80 microsecondes.

Le long temps de cohérence provient de l'atome d'ytterbium que Hays et ses collègues ont utilisé comme qubit. La plupart des machines à atomes neutres utilisent les électrons de l'atome comme éléments quantiques pour effectuer des calculs, mais ils sont facilement perturbés par les puissants lasers qui les maintiennent en place. Avec l'ytterbium, les chercheurs ont pu exploiter une caractéristique quantique du noyau de l'atome appelée spin (le moment angulaire intrinsèque de la particule), moins sensible aux perturbations. Le noyau n'interagit pas avec son environnement aussi fortement que l'électron, explique Ben Bloom, chercheur à Atom Computing.

Les qubits présentant de nombreuses caractéristiques différentes, il est difficile de les comparer entre différentes machines. Cependant, Bloom a déclaré que la machine d'Atom Computing offre une puissance de traitement comparable à celle de l'ordinateur d'IBM. L'équipe espère mettre cet ordinateur à la disposition de ses clients l'année prochaine pour des applications de cloud computing.

An Khang (selon New Scientist )

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