Une start-up pourrait ouvrir le chemin vers des applications réelles de l’informatique quantique

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Une start-up pourrait ouvrir le chemin vers des applications réelles de l'informatique quantique

Trouver le moyen d’intégrer le plus grand nombre possible de qubits de haute qualité dans un seul processeur quantique est un défi encore inatteignable pour les chercheurs. Cela pourrait toutefois changer alors que la start-up quantique Rigetti Computing vient de proposer une approche radicalement nouvelle du problème.

Au lieu de se concentrer sur l’augmentation de la taille d’un seul processeur quantique, Rigetti a relié plusieurs puces plus petites entre elles pour créer, à la place, un processeur modulaire dont le nombre total de qubits reste plus élevé. Décrivant cette technologie comme le « premier processeur quantique multipuces » au monde, la société a lancé ce dispositif avec l’objectif d’atteindre 80 qubits dans le courant de l’année, contre 31 qubits actuellement pris en charge par son processeur Aspen.

A ce moment-là, le nouveau système quantique sera disponible pour les clients de Rigetti, qui pourront l’utiliser sur la plateforme Quantum Cloud Services de l’entreprise. « Nous avons développé une approche fondamentalement nouvelle de la mise à l’échelle des ordinateurs quantiques », explique Chad Rigetti, fondateur de Rigetti Computing. « Nos innovations exclusives dans la conception et la fabrication des puces ont débloqué ce que nous pensons être la voie la plus rapide pour construire les systèmes nécessaires à l’exécution d’applications pratiques et à la correction des erreurs. »

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Une technologie difficile à mettre en place

Comme IBM et Google, les systèmes quantiques de Rigetti sont basés sur des qubits supraconducteurs, montés en réseau sur un processeur où ils sont couplés et contrôlés grâce à des impulsions micro-ondes. Les qubits sont également connectés à un résonateur et au câblage associé, ce qui permet au système de coder, de manipuler et de lire des informations quantiques. Les qubits possèdent des propriétés quantiques particulières qui devraient conférer aux ordinateurs quantiques une puissance de calcul sans précédent.

Mais pour cela, les processeurs devront contenir un nombre important de qubits, bien plus qu’actuellement. Pour que les ordinateurs quantiques commencent à générer une valeur très précoce, les experts prévoient qu’au moins 1 000 qubits seront nécessaires ; et un million de qubits est souvent cité comme le seuil pour les applications les plus utiles. En revanche, les processeurs quantiques les plus puissants prennent actuellement en charge moins de 100 qubits.

L’augmentation du nombre de qubits installés sur un seul processeur reste toutefois difficile. En cause, la fragilité des qubits, qui doivent être conservés dans des environnements ultra-protégés, plus froids que l’espace extra-atmosphérique, pour s’assurer qu’ils restent dans leur état quantique. Plus de qubits sur une puce, c’est donc inévitablement plus de risques de défaillance et des rendements de fabrication plus faibles.

Révolution ?

Au lieu de cela, Rigetti propose de connecter plusieurs processeurs identiques, tels que ceux que la société est déjà capable de fabriquer de manière fiable, en un processeur quantique à grande échelle. « Cette approche modulaire réduit de manière exponentielle la complexité de fabrication et permet une mise à l’échelle accélérée et prévisible », indique l’entreprise. Selon sa direction, cette innovation pourrait permettre aux futurs systèmes d’évoluer de manière multiplicative, à mesure que les puces individuelles augmentent leur nombre de qubits et que les nouvelles technologies permettent de connecter un plus grand nombre de ces puces à des processeurs plus grands.

L’échelle étant une priorité absolue pour pratiquement toutes les organisations de l’écosystème quantique, la découverte de Rigetti pourrait bien donner à la start-up un avantage concurrentiel, même dans un secteur encombré de géants de la technologie tels que Google, IBM, Microsoft et Amazon. IBM a récemment dévoilé une feuille de route pour son matériel quantique, qui vise à construire un dispositif de 1 121 qubits pour une sortie en 2023.

De plus petits acteurs émergent désormais, souvent dans le but d’explorer des alternatives aux qubits supraconducteurs qui pourraient permettre aux ordinateurs quantiques de se développer plus rapidement. La start-up britannique Quantum Motion, par exemple, a récemment publié les résultats d’une expérience avec des qubits sur des puces en silicium.

« Il y a une course pour passer des dizaines de qubits dont disposent les appareils aujourd’hui, aux milliers de qubits dont les futurs systèmes auront besoin pour résoudre les problèmes du monde réel », affirme Amir Safavi-Naeini, professeur adjoint de physique appliquée à l’université de Stanford. « L’approche modulaire de Rigetti démontre une manière très prometteuse d’aborder ces échelles. » Comme le démontre la dernière annonce de Rigetti, de nouvelles approches, méthodes et technologies se développent constamment dans l’écosystème quantique. Il est peu probable qu’une seule voie claire s’impose de sitôt.

Source : ZDNet.com

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