La percée de Harvard dans le domaine de l'informatique quantique : un pas vers la correction des erreurs et la réduction du bruit

L'informatique quantique a connu des progrès substantiels, révélés par un groupe de chercheurs de l'Université Harvard, en collaboration avec QuEra Computing Inc., l'Université du Maryland et le Massachusetts Institute of Technology. La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des États-Unis d'Amérique a financé le développement d'un processeur unique en son genre, conçu dans le but de surmonter deux des problèmes les plus importants dans ce domaine : bruit et erreurs.

Le bruit qui affecte les qubits (bits quantiques) et provoque des erreurs de calcul constitue un obstacle important pour l'informatique quantique, qui est confrontée à ce problème. difficulté pour un certain temps. Dans le processus d’amélioration de la technologie informatique quantique, cela s’est avéré être un obstacle important. Depuis la nuit des temps, les ordinateurs quantiques contenant plus de mille qubits sont nécessaires pour effectuer d’énormes quantités de corrections d’erreurs. C’est ce problème qui a empêché ces ordinateurs d’être largement utilisés.

Dans une recherche révolutionnaire publiée dans la revue scientifique à comité de lecture Nature, l’équipe dirigée par l’Université Harvard a dévoilé sa stratégie pour répondre à ces préoccupations. Ils ont eu l’idée des qubits logiques, qui sont des ensembles de qubits liés entre eux par intrication quantique à des fins de communication. Contrairement à la méthode conventionnelle de correction d’erreurs, qui repose sur des copies d’informations en double, cette technique utilise la redondance inhérente présente dans les qubits logiques.

Une quantité de 48 qubits logiques, ce qui n'avait jamais été réalisé auparavant, a été utilisée par l'équipe afin d'effectuer efficacement des calculs à grande échelle sur un ordinateur quantique à correction d'erreurs. En prouvant une distance de code de sept, ce qui indique une plus grande résilience aux erreurs quantiques, cela a été rendu possible en construisant et en intriquant les plus grands qubits logiques jamais créés. Cela a donc été rendu possible.

Afin de construire le processeur, des milliers d'atomes de rubidium ont été séparés dans une chambre à vide, puis refroidis à une température très proche du zéro absolu à l'aide de lasers et d'aimants. 280 de ces atomes ont été convertis en qubits et intriqués à l'aide de lasers supplémentaires, ce qui a abouti à la création de 48 qubits logiques. Plutôt que d’utiliser des fils, ces qubits communiquaient entre eux via l’utilisation de pinces optiques.

Comparé aux précédentes machines plus grandes basées sur des qubits physiques, ce nouvel ordinateur quantique a démontré un taux d'erreurs bien inférieur lors des calculs. Au lieu de corriger les erreurs qui surviennent lors des calculs, le processeur utilisé par l’équipe de Harvard intègre une phase de détection d’erreurs post-traitement. Au cours de cette phase, les sorties erronées sont découvertes et rejetées. Il s’agit d’une approche accélérée pour faire évoluer les ordinateurs quantiques au-delà de l’ère actuelle du Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), qui est actuellement en vigueur.

Grâce à cette réalisation, de nouvelles opportunités pour l’informatique quantique sont devenues disponibles. Cette réalisation constitue un grand pas en avant vers le développement d’ordinateurs quantiques évolutifs, tolérants aux pannes et capables de résoudre des problèmes traditionnellement insolubles. Plus précisément, l’étude met en évidence la possibilité pour les ordinateurs quantiques d’effectuer des calculs et des combinatoires qui ne sont pas concevables avec la technologie actuellement disponible dans le domaine de l’informatique. Cela ouvre une toute nouvelle voie pour le progrès de la technologie quantique.

Source de l'image: Shutterstock

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• La source: https://Blockchain.News/news/harvards-breakthrough-in-quantum-computing-a-leap-towards-error-correction-and-noise-reduction