Premier ordinateur quantique avec processeur quantique et RAM quantique séparée

En 1946, le premier ordinateur électronique à usage général au monde a été allumé à l'Université de Pennsylvanie. L'énorme puissance de traitement d'ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) a stupéfié le monde, ou du moins les quelques dizaines de personnes qui savaient à quoi cela servait et pourquoi c'était important.

Mais ENIAC avait un défaut important. Il ne pouvait être programmé qu'en réinitialisant une myriade de commutateurs et de cadrans, une tâche qui pouvait prendre des semaines. Et cela a sérieusement entravé la flexibilité de l'ordinateur.

La solution n'a pas été difficile à trouver. il avait déjà été décrit par Alan Turing, John Von Neumann et d'autres : avoir une unité pour le calcul des nombres et une mémoire électronique séparée qui pourrait stocker des instructions et des données. Cette conception signifiait que toute reprogrammation pouvait être effectuée relativement rapidement, facilement et électroniquement.

Aujourd'hui, presque tous les ordinateurs modernes utilisent cette conception, maintenant connue sous le nom d'architecture Von Neumann.

L'exception est l'ordinateur quantique. Ces appareils utilisent les propriétés étranges du monde quantique pour effectuer un grand nombre de calculs en parallèle. Par conséquent, ils ont le potentiel de surpasser largement les calculateurs de nombres conventionnels.

Malheureusement, les physiciens n'ont qu'un pouvoir vague et éphémère sur le monde quantique et ce moyen les a empêchés de se payer le luxe de concevoir un ordinateur quantique de type Von Neumann.

Jusqu'à maintenant. Aujourd'hui, Matteo Mariantoni de l'UC Santa Barbara et ses amis révèlent le premier ordinateur quantique avec une unité de traitement de l'information et une mémoire vive séparée.

Leur machine est un dispositif supraconducteur qui stocke des bits quantiques ou des qubits sous forme de courants contrarotatifs dans un circuit (cela permet au qubit d'être à la fois un 0 et un 1 en même temps). Ces qubits sont manipulés à l'aide de portes logiques quantiques supraconductrices, transférés à l'aide d'un bus quantique et stockés dans des résonateurs micro-ondes séparés.

Disons d'emblée que le résultat n'est pas un ordinateur particulièrement puissant. Mariantoni et ses collègues présentent leur appareil en démontrant quelques algorithmes simples mais peu spectaculaires, mais ceux qui ont été soigneusement choisis comme éléments constitutifs de tâches plus impressionnantes telles que la correction d'erreurs et la factorisation de grands nombres.

Non pas qu'ils aient réellement fait l'une de ces choses. Ce qui est impressionnant, cependant, c'est qu'ils le pourraient bientôt puisque cette approche est éminemment évolutive. Nos résultats donnent de l'optimisme pour la mise en œuvre à court terme d'un processeur quantique à plus grande échelle basé sur des circuits supraconducteurs, selon Mariantoni and co.

Il n'y a pas eu de pénurie de fausses aubes pour l'informatique quantique au cours des 20 dernières années environ. Mais il se pourrait que le Soleil soit sur le point de se lever dans une nouvelle ère de calcul. Si tel est le cas, tout ce qui a précédé nous paraîtra un jour aussi primitif qu'ENIAC nous paraît.

Réf : arxiv.org/abs/1109.3743 : Implémentation de l'architecture Quantum von Neumann avec des circuits supraconducteurs

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