Ordinateur quantique battant tous les records avec plus de 1 000 qubits

L'entreprise 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 de deux fois plus de bits quantiques (qubits) que le précédent détenteur du record mondial, l'Osprey d'IBM (433 qubits). Si davantage de qubits ne garantit 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.

L'un des avantages de cette conception est la facilité avec laquelle le système peut être mis à l'échelle et ajouté des 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 des dizaines de milliers de qubits correcteurs d'erreurs fonctionnant en parallèle avec le qubit de programmation.

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

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 se prêtent mieux 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 présente un temps de liaison de qubit 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. Selon Ben Bloom, chercheur en informatique atomique, le noyau n'interagit pas avec son environnement extérieur aussi fortement que l'électron.

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 possède la même puissance de traitement 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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