Les scientifiques viennent de réaliser une percée dans l’informatique quantique

Une équipe de recherche de l'Institut japonais des sciences moléculaires a fait un grand pas en avant dans l'informatique quantique, grâce à une porte à deux qubits. Un qubit est l'équivalent quantique d'un bit binaire, qui est une unité d'information de base utilisée en informatique.

L'équipe a réussi à exécuter la porte à deux qubits la plus rapide au monde en seulement 6,5 nanosecondes. Dans le processus, les chercheurs ont dû surmonter certaines des limites liées à ce type de technologie. Cependant, il y a un hic – la méthode qu'ils ont utilisée pourrait être difficile à reproduire dans un environnement moins basé sur la recherche.

L'informatique quantique est encore un territoire quelque peu inexploré, mais elle pourrait être la porte d'entrée pour résoudre des problèmes que les ordinateurs modernes ne peuvent pas résoudre. Cela pourrait également accélérer considérablement les tâches de calcul haute performance (HPC). Bien que le potentiel soit bel et bien là et que des géants de la technologie tels qu'IBM et Intel l'exploitent, les limites sont également là, et c'est pourquoi des équipes de recherche du monde entier continuent d'explorer le sujet.

L'équipe de scientifiques de l'Institut des sciences moléculaires, dirigée par l'étudiant diplômé Yeelai Chew, le professeur adjoint Sylvain de Léséleuc et le professeur Kenji Ohmori, a mené la recherche et publié ses découvertes dans Nature Photonics . L'opération de porte à deux qubits qu'ils ont pu exécuter est une étape précoce mais importante. Tom's Hardware a été l'une des premières publications à détailler le processus après la parution en ligne de l'article initial dans Nature.

Les qubits sont l'équivalent quantique des bits que nous connaissons tous dans l'informatique quotidienne. Cependant, les qubits présentent un avantage : ils ne sont pas limités à une valeur de un ou zéro ; au lieu de cela, ils peuvent représenter à la fois un et zéro. Cela les rend beaucoup plus efficaces et libère leur capacité à effectuer des tâches complexes dans un délai beaucoup, beaucoup plus court. Malheureusement, les qubits se décohèrent rapidement, ce qui signifie qu'ils ne renvoient plus de résultats précis.

Une opération de porte à deux qubits nécessite que les qubits soient intriqués, et cet enchevêtrement est affecté par divers facteurs qui peuvent accélérer la décohérence. La question de la décohérence peut être traitée de deux manières : les opérations doivent être effectuées beaucoup plus rapidement, avant que les qubits ne se décohrent, ou l'intrication doit durer plus longtemps. L'équipe scientifique a opté pour la première approche, qui consistait à accélérer considérablement les choses – et cela, ils l'ont fait, en atteignant un record du monde dans le processus.

Les chercheurs ont utilisé des lasers pour refroidir considérablement deux atomes-qubits fabriqués à partir de l'élément Rubidium. Les températures ont atteint un zéro absolu, descendant jusqu'à -273,15 degrés Celsius. Ces atomes ont ensuite été fixés à moins d'un micromètre les uns des autres grâce à l'utilisation de pinces optiques. Ensuite, ils ont utilisé un laser pour manipuler les qubits à des intervalles de 10 picosecondes. Une picoseconde équivaut à un billionième de seconde.

Grâce aux étapes ci-dessus, les chercheurs ont pu exécuter avec succès une porte quantique en seulement 6,5 nanosecondes, ce qui en fait l'opération de porte à deux qubits la plus rapide au monde. Le précédent record était de 15 nanosecondes.

Bien que ce saut ne signifie pas que l'informatique quantique se généralisera soudainement, cela signifie que les scientifiques font de grands progrès dans cette direction. Malheureusement, ce type de technologie pourrait être difficile à reproduire dans un environnement HPC, où il serait le plus couramment utilisé.

Les qubits d'atomes de rubidium qui ont été utilisés par les chercheurs pour exécuter cette porte de qubit ultrarapide doivent être refroidis près du zéro absolu pour fonctionner. Cela peut être possible dans des cas particuliers, mais en réalité, la plupart des organisations se tourneraient vers une solution différente jusqu'à ce que cela devienne plus facile à gérer. D'un autre côté, même si cette technologie ne deviendra pas incontournable un jour, la recherche est importante car les scientifiques continuent d'essayer de déterminer où se situe exactement l'avenir de l'informatique.