Le premier processeur quantique a été fabriqué pour de futurs ordinateurs

A team of researchers from Australia to realize a concept of a circuit that inspires a quantity of molecule in nature. Le result fonctionne. Mais ce n’est pas encore commercialisable.

Il aura fallu 9 ans à cette équipe de recherche pour developer leur advance published le 22 juin 2022 dans Nature. Ils ont réussi à imiter la structure et les états énergétiques d’un composé organique appelé polyacetylène. Ce faisant, ils ont conçu un circuit assimilable au premier processeur quantique. Et comme le processeur de nos ordinateurs, il est un élément essential des future ordinateurs quantiques.

Le challenge est de reproduire ce qu’il se passe dans la nature. Le circuit constructed par l’équipe au be d’une puce de silicon est une chaîne de 10 points quantiques (chacun composed d’un petit nombre d’atomes de phosphore) simulant l’emplacement précis des atoms que l’on retrouve dans la chain d’une molécule de polyacetylene.

Il s’agissait là d’un defi scientifique : « Si l’on remonte aux années 1950, Richard Feynman [le physicien] a dit que l’on ne pouvait pas comprendre comment la nature fonctionne si l’on ne pouvait pas construire la matière à la même échelle de grandeur qu’elle », details Michelle Simmons, on the site of the University of Syndey or else a pilote ces travaux. « Et c’est donc ce que nous faisons, nous la construisons littéralement de bas en haut, où nous imitons la molécule de polyacétylène en mettant des atomes dans le silicon avec les distances exactes. »

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La chercheuse Michelle Simmons. // source : SQC

Pour genera un système informatique quantique, il est necessaire de genere des qubits comme unités de stockage. Il faut donc un état quantique. Dans le processeur developed par cette équipe, « les atoms eux-mêmes create les qubits, ce qui necessite moins d’éléments dans les circuits ». Seules six portes metalliques contrôlent le mouvement des électrons, « alors que la plupart des architectures de calcul quantique necessitent presque le double, voire plus ». Le problem, c’est qu’un état quantique est très unstable, soumis aux interferences — moins de composants limite, donc de problème.

Des ordinateurs commerçables, est-ce pour bientôt ?

Toute la difficulté est dans le travail d’orfèvre que cela représente : il faut l’exact meme nombre de points quantiques que dans la molécule naturelle, l’exacte bonne taille des points et l’exacte bonne distance between les points, afin que l ‘ensemble puisse fonctionner au be de la puce de silicon. A simple error in the waist of the point, for example, makes it impossible to control.

En mesurant la façon dont le courant passait dans le processeur, il se trouve que les prédictions théoriques correspondaient parfaitement au résultat. « Cela signifie donc que nous pouvons maintenant commencer à comprendre des molécules de plus en plus compliquées en mettant les atoms en place comme s’ils imitaient le système physique réel », explicitly Michelle Simmons.

« Nous sommes proches de la limite de ce que les ordinateurs classiques peuvent faire »

michelle simmons

Cette réussite signifie qu’avec un tel processeur, on pourrait procedure à des operations qui seraient infiniment plus lentes, voire tout bonnement impossibles, avec un ordinateur classique. Et si les chercheurs parviennent à augmenter le processeur à 20 points quantiques au lieu de 10, cela ouvre la voie à des calculs encore plus complexes. « Nous sommes proches de la limite de ce que les ordinateurs classiques peuvent faire, so c’est comme si on dépassait une frontière pour aller verse l’inconnu. »

Quand cette avancée pourrait-elle se traduire en un dispositif utilisable et commercialisable — les premiers ordinateurs quantiques? Michelle Simmons predit qu’il serait envisageable d’avoir « une sorte de débouché commercial » d’ici à 5 ans. Le rendez-vous serait donc à envisager pour 2027, ce qui semble tout de meme bien ambitieux.

Pour alle plus loin

Macron a present le plan quantique le 21 janvier.  // Source : Élysée YouTube

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