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 premier ordinateur quantique au monde possède plus de deux fois plus de bits quantiques (qubits) que le précédent détenteur du record mondial, l'ordinateur Osprey d'IBM (433 qubits). Même si davantage de qubits ne signifie pas nécessairement de meilleures performances, un grand nombre de qubits est essentiel pour les futurs ordinateurs quantiques sans erreur, 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 battant tous les records, créée par 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’il est facile de faire évoluer le système et d’ajouter davantage de qubits au réseau. Tout futur ordinateur quantique utile et sans erreur (une propriété appelée tolérance aux pannes) aura besoin d’au moins des dizaines de milliers de qubits correcteurs d’erreurs fonctionnant en parallèle avec les qubits de programmation.
« Si nous passons à des 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 des atomes neutres, nous pouvons atteindre cette étape beaucoup plus rapidement », explique Hays. Selon lui, l'équipe de recherche d'Atom Computing vise à augmenter le nombre de qubits de la machine d'environ 10 fois tous les deux ans.
Contrairement aux bits informatiques conventionnels, qui ont une valeur de 1 ou 0, les qubits sont plus diversifiés, ayant une gamme de caractéristiques différentes selon la façon dont ils sont créés. Les atomes neutres sont mieux adaptés à l’intrication quantique, un étrange effet quantique dans lequel deux qubits sont liés ensemble et peuvent s’influencer mutuellement même sur de vastes distances. Ils fonctionnent également de manière plus stable. Les qubits de l'ordinateur d'Atom Computing empêchent l'effondrement de l'état quantique, permettant ainsi d'atteindre une tolérance aux pannes, pendant près d'une minute. En comparaison, l'ordinateur Osprey d'IBM a un temps de liaison des qubits d'environ 70 à 80 microsecondes seulement.
Le long temps de cohérence provient de l'atome d'ytterbium que Hays et ses collègues ont utilisé comme qubits. La plupart des machines à atomes neutres utilisent les électrons des atomes comme éléments quantiques pour effectuer des calculs, mais ils sont facilement affectés par les puissants lasers utilisés pour les stabiliser. Avec l'ytterbium, les chercheurs peuvent utiliser une caractéristique quantique des noyaux atomiques appelée spin (le moment angulaire intrinsèque de la particule), qui est moins sensible au désordre. Selon le chercheur Ben Bloom d’Atom Computing, les noyaux n’interagissent pas avec l’environnement extérieur aussi fortement que les électrons.
Étant donné que les qubits ont de nombreuses propriétés différentes, il est difficile de les comparer entre différentes machines. Toutefois, Bloom a déclaré que la machine d'Atom Computing avait une puissance de traitement équivalente à celle de l'ordinateur d'IBM. L'équipe espère pouvoir proposer l'ordinateur aux clients l'année prochaine pour des applications dans le cloud computing.
An Khang (selon New Scientist )
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