211service.com
Les chercheurs de Google rendent les composants informatiques quantiques plus fiables
Une solution à l'un des problèmes clés qui freine le développement des ordinateurs quantiques a été démontrée par des chercheurs de Google et de l'Université de Californie à Santa Barbara. De nombreux autres problèmes restent à résoudre, mais les experts dans le domaine affirment qu'il s'agit d'une étape importante vers un ordinateur quantique entièrement fonctionnel. Une telle machine pourrait effectuer des calculs qui prendraient des millions d'années à un ordinateur conventionnel.
Des chercheurs de Google et de l'Université de Californie à Santa Barbara ont utilisé cette puce pour démontrer une méthode cruciale nécessaire pour rendre les ordinateurs quantiques fiables.
Les chercheurs de Google et de l'UCSB ont montré qu'ils pouvaient programmer des groupes de qubits - des dispositifs qui représentent des informations utilisant la physique quantique fragile - pour détecter certains types d'erreurs et empêcher ces erreurs de ruiner un calcul. La nouvelle avancée vient de chercheurs dirigés par John Martinis, professeur à l'Université de Californie à Santa Barbara, qui a rejoint l'année dernière Google pour créer un laboratoire de recherche en informatique quantique (voir Google lance un effort pour construire son propre ordinateur quantique). Martinis occupe désormais une position conjointe entre l'UCSB et Google, dirigeant des travaux sur les puces en aluminium supraconductrices qui fonctionnent à une fraction de degré au-dessus du zéro absolu. La plupart des travaux derrière les nouveaux résultats, rapportés aujourd'hui dans la revue La nature , a eu lieu avant que Martinis ne rejoigne Google.
Google explore l'informatique quantique depuis 2009, date à laquelle il a commencé à collaborer avec D-Wave Systems, une startup qui vend ce qu'elle appelle le premier ordinateur quantique commercial (voir The CIA et Jeff Bezos Bet on Quantum Computing). Microsoft a également un important programme de recherche en informatique quantique (voir Microsoft Quantum Mechanics).
Pour fabriquer un ordinateur quantique, il faut connecter de nombreux qubits pour travailler ensemble sur des informations. Mais les appareils sont sujets aux erreurs car ils représentent des bits de données - des 0 et des 1 - en utilisant des effets mécaniques quantiques délicats qui ne sont détectables qu'à des températures très froides et à des échelles minuscules. Cela permet aux qubits d'atteindre des états de superposition qui sont effectivement à la fois 1 et 0 en même temps, permettant aux ordinateurs quantiques de prendre des raccourcis à travers des calculs complexes. Cela les rend également vulnérables à la chaleur et à d'autres perturbations qui déforment ou détruisent les états quantiques utilisés pour coder les informations et effectuer des calculs.
Une grande partie de la recherche en informatique quantique se concentre sur la tentative d'obtenir des systèmes de qubits pour détecter et corriger les erreurs. Le groupe de Martinis a démontré une partie de l'un des schémas les plus prometteurs pour ce faire, une approche connue sous le nom de codes de surface. Les chercheurs ont programmé une puce avec neuf qubits afin qu'ils se surveillent les uns les autres pour les erreurs appelées retournements de bits, où le bruit environnemental fait basculer un 1 vers un 0 ou vice versa. Les qubits ne pouvaient pas corriger les retournements de bits, mais ils pouvaient prendre des mesures pour s'assurer qu'ils ne contaminaient pas les étapes ultérieures d'une opération.
Plus de travail doit être fait avant que nous puissions dire que tous les éléments requis pour le calcul quantique tolérant aux pannes sont en place, mais je pense que ce travail montre que nous sommes proches, dit Daniel Gottesman, qui travaille sur la correction d'erreur quantique au Institut Périmètre à Waterloo, en Ontario.
Les éléments encore requis ne sont cependant pas anodins. Les retournements de bits que Martinis et ses collègues ont entrepris peuvent être résolus à l'aide d'algorithmes classiques qui fonctionnent sur un ordinateur conventionnel. Un type d'erreur plus délicat, où une propriété quantique d'un qubit connue sous le nom de phase est altérée par le bruit environnemental, ne peut être résolu qu'à l'aide d'algorithmes plus complexes qui exploitent les effets quantiques. Austin Fowler, ingénieur en électronique quantique chez Google, affirme que le groupe travaille actuellement là-dessus et sur la démonstration de la vérification des erreurs sur plus de neuf qubits.
Pourtant, les résultats récents de Martinis et d'autres rendent Gottesman optimiste sur le fait que l'ensemble complet des techniques de correction d'erreurs est à portée de main. Je pense qu'il y a de fortes chances que nous voyions une telle démonstration par quelqu'un, peut-être le groupe Martinis, dans les prochaines années, dit-il.