Les ordinateurs quantiques à atomes neutres se rapprochent de la réalité avec deux nouvelles avancées PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.

Les ordinateurs quantiques à atomes neutres se rapprochent de la réalité avec deux nouvelles percées

Horodatage: 25 avril 2022 10:00
ordinateur quantique à atomes neutres

Les ordinateurs quantiques à atomes neutres promettent des solutions à de nombreux problèmes qui assaillent les appareils actuels, mais la technologie en est encore à ses balbutiements. Les avancées récentes dans la capacité de contrôler et de programmer ces appareils suggèrent qu’ils pourraient être sur le point d’être diffusés aux heures de grande écoute.

La technologie quantique la plus développée aujourd’hui repose sur les qubits supraconducteurs, qui alimentent à la fois les processeurs d’IBM et de Google. Mais même si ces appareils ont été utilisés pour démontrer suprématie quantique et construire le le plus grand ordinateur quantique universel à ce jour, ils présentent certaines limites.

Pour commencer, ils doivent être refroidis à un niveau proche du zéro absolu, ce qui nécessite un équipement cryogénique encombrant et coûteux. Leurs états quantiques sont également très fragiles, ne durent généralement que quelques microsecondes, et ils ne peuvent interagir directement qu'avec leurs voisins les plus proches, ce qui limite la complexité des circuits qu'ils peuvent mettre en œuvre.

Les ordinateurs quantiques à atomes neutres évitent ces problèmes. Ils sont construits à partir d’un ensemble d’atomes individuels qui sont refroidis à des températures ultra-basses en leur tirant des lasers. Le reste de l’appareil n’a pas besoin de refroidissement et les atomes individuels peuvent être disposés à quelques micromètres l’un de l’autre, ce qui rend l’ensemble du système incroyablement compact.

L’information quantique est codée dans des états atomiques de faible énergie qui sont très stables, de sorte que ces qubits ont une durée de vie beaucoup plus longue que les qubits supraconducteurs. Cette stabilité rend également difficile l’interaction des qubits, ce qui rend plus difficile la création d’intrications, qui sont au cœur de la plupart des algorithmes quantiques. Mais ces atomes neutres peuvent être mis dans un état hautement excité, appelé état État de Rydberg, en lui envoyant des impulsions laser, qui peuvent être utilisées pour les enchevêtrer les unes dans les autres.

Malgré ces caractéristiques prometteuses, la technologie a jusqu’à présent été principalement utilisée pour des simulateurs quantiques qui aident à comprendre les processus quantiques mais ne sont pas capables de mettre en œuvre des algorithmes quantiques. Mais maintenant, deux études Nature, dirigé par des chercheurs d'entreprises d'informatique quantique QuEra et de FroidQuanta, ont montré que cette technologie pouvait être utilisée pour mettre en œuvre des circuits multi-qubits.

Les deux groupes abordent le problème de manière légèrement différente. L'équipe QuEra prend une nouvelle approche de la connectivité dans leur appareil en utilisant des faisceaux laser étroitement focalisés, appelés pinces optiques, pour déplacer physiquement leurs qubits. Cela leur permet de les mêler facilement à des qubits distants plutôt que de se limiter uniquement à ceux les plus proches. Le ColdQuaL'équipe nta, quant à elle, a intriqué ses qubits en simultanément excitant deux d'entre eux dans un État Rydberg.

Les deux groupes ont pu mettre en œuvre des circuits multi-qubits complexes. Et comme le note Hannah Williams de l'Université de Durham au Royaume-Uni dans un article commentaire d'accompagnement, les deux approches sont complémentaires.

Le mélange physique des qubits signifie qu'il y a de longs intervalles entre les opérations, mais la connectivité flexible permet de créer des circuits beaucoup plus complexes. L'approche ColdQuanta, cependant, est beaucoup plus rapide et peut exécuter plusieurs opérations en parallèle. "Une combinaison des techniques présentées par ces deux groupes conduirait à une plate-forme robuste et polyvalente pour l'informatique quantique." Williams écrit.

Cependant, selon Williams, de nombreuses améliorations sont nécessaires avant que cela ne se produise, depuis de meilleures fidélités de porte (avec quelle cohérence vous êtes capable de configurer le bon fonctionnement) jusqu'à des formes de faisceau laser optimisées et des lasers plus puissants.

Les deux sociétés semblent cependant convaincues que cela ne prendra pas longtemps. QuEra a déjà dévoilé l'année dernière un simulateur quantique de 256 atomes et, selon leur site web, un ordinateur quantique de 64 qubits « arrive bientôt ». ColdQuanta est plus spécifique, avec la promesse que son Ordinateur Hilbert de 100 qubits sera disponible cette année.

Il reste à voir avec quelle rapidité les atomes neutres pourront rattraper les technologies de pointe telles que les qubits supraconducteurs et les ions piégés, mais il semble qu’un nouveau concurrent prometteur soit entré dans la course quantique.

Crédit d'image : Shahadat Rahman sur Unsplash

Horodatage:

Plus de Singularity Hub