Les ordinateurs quantiques prennent beaucoup de place. Ces chercheurs ont décidé de les rapetisser

L’ordinateur quantique compact tient dans deux racks de serveurs de 19 pouces. Université d’Innsbruck

Les ordinateurs quantiques nécessitent encore de grandes salles dédiées et des installations complexes. Mais une nouvelle étape vers la sortie de la technologie du laboratoire vient d’avoir lieu. Des chercheurs ont conçu un prototype d’ordinateur quantique suffisamment compact pour tenir dans des racks de centre de données ordinaires.

Dans le cadre d’un projet financé par l’UE appelé AQTION, un groupe de scientifiques de l’université d’Innsbruck, en Autriche, a réussi à installer un ordinateur quantique à piège à ions entièrement fonctionnel dans deux racks de serveurs de 19 pouces, comme on en trouve généralement dans les centres de données du monde entier. Le dispositif ne nécessite qu’une seule prise de courant murale.

Le prototype constitue une évolution dans un secteur qui repose essentiellement sur des mises en œuvre en laboratoire, où les ordinateurs quantiques ne peuvent être contrôlés que grâce à une infrastructure spécialement conçue à cet effet. La mise au point d’une installation plus accessible est donc essentielle pour étendre la portée de cette technologie.

Une approche qui diffère des qubits supraconducteurs utilisés par IBM et Google

C’est pourquoi l’UE a récemment lancé AQTION, un projet de 10 millions d’euros qui vise à créer un ordinateur quantique à piège à ions compact répondant aux normes industrielles sans nécessiter un environnement de laboratoire ultra-stable pour fonctionner. “Nos expériences de calcul quantique remplissent habituellement des laboratoires de 30 à 50 mètres carrés”, explique Thomas Monz, coordinateur du projet AQTION. “Nous cherchons à faire entrer les technologies développées ici à Innsbruck dans le plus petit espace possible tout en respectant les normes couramment utilisées dans l’industrie.”

Le nouveau dispositif, selon l’équipe de recherche, montre que les ordinateurs quantiques seront bientôt prêts à être utilisés dans les centres de données. Les chercheurs ont utilisé des ions, qui sont des atomes à charge unique, comme qubits. Les informations quantiques sont codées dans l’état électronique des ions, et les opérations sont effectuées à l’aide d’impulsions laser qui modifient et contrôlent l’état des particules.

Bien que cette approche diffère des qubits supraconducteurs bien connus utilisés par IBM et Google dans leurs ordinateurs quantiques, les dispositifs de piégeage des ions suscitent l’intérêt de l’industrie. Honeywell, par exemple, a fait ses débuts dans le domaine quantique l’année dernière avec la technologie des ions piégés.

Taux d’erreur du système comparables à ceux des implémentations en laboratoire

Pour tenir dans deux racks de 19 pouces, chaque élément constitutif de l’ordinateur quantique d’AQTION a dû être réduit, du processeur à piège à ions à la chambre à vide. Le plus grand défi a donc été de faire en sorte que le dispositif ne compromette pas ses performances, mais les chercheurs sont convaincus que leur prototype donne déjà des résultats prometteurs.

Même en dehors de l’environnement contrôlé que l’on peut obtenir dans un laboratoire, le dispositif était suffisamment stable pour fonctionner sans être interrompu par des perturbations externes, et les physiciens ont pu contrôler et emmêler individuellement jusqu’à 24 ions. Les mesures ont montré que les performances et le taux d’erreur du système étaient comparables à ceux des implémentations en laboratoire.

“Nous avons pu montrer que la compacité ne doit pas nécessairement se faire au détriment de la fonctionnalité”, a déclaré Christian Marciniak, chercheur à l’université d’Innsbruck. D’ici l’année prochaine, l’équipe espère créer un dispositif comportant jusqu’à 50 qubits contrôlables individuellement.

Pour l’instant, toutefois, les capacités matérielles et logicielles du prototype seront encore améliorées avant qu’il ne soit mis en ligne. Les chercheurs accéderont à l’appareil via le cloud pour tester des algorithmes quantiques sur un langage informatique quantique indépendant du matériel.

Source : “ZDNet.com”