Une nouvelle puce promet de transformer l’Informatique quantique
par Brice Louvet, expert espace et sciences
2 août 2024, 14 h 43 min
Dans le monde de l’informatique, une révolution est en cours, promettant de transformer des industries entières et d’ouvrir de nouvelles possibilités technologiques. Portée par l’informatique quantique, elle vient de faire un bond en avant grâce à une équipe de scientifiques britanniques d’Oxford Ionics qui annonce la création de la puce quantique la plus performante au monde. Cette puce pourrait être intégrée dans un ordinateur quantique utilisable dès 2027, ce qui marque un tournant décisif pour la technologie quantique.
Qu’est-ce que l’informatique quantique ?
L’informatique quantique représente une nouvelle frontière technologique qui exploite les lois de la mécanique quantique pour résoudre des problèmes complexes bien au-delà des capacités des ordinateurs classiques. Contrairement aux ordinateurs traditionnels qui utilisent des bits pour stocker des informations sous forme de 0 et de 1, les ordinateurs quantiques utilisent en effet des qubits (ou bits quantiques). Ces derniers peuvent exister dans plusieurs états en même temps grâce à un phénomène appelé superposition. Cette capacité leur permet de traiter une quantité énorme d’informations simultanément.
De plus, grâce à l’intrication quantique, des qubits séparés peuvent être corrélés de manière à ce que le changement d’état d’un qubit affecte instantanément l’état de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Ces propriétés rendent les ordinateurs quantiques théoriquement capables de résoudre certains problèmes à une vitesse exponentiellement plus rapide que les meilleurs superordinateurs actuels.
Les ordinateurs quantiques pourraient notamment révolutionner des secteurs tels que la cryptographie, la simulation de matériaux, l’intelligence artificielle et bien d’autres. Par exemple, dans le domaine de la cryptographie, les ordinateurs quantiques pourraient casser les codes actuels en un temps record. De nouvelles méthodes de sécurisation des données seraient donc nécessaires. Dans la recherche pharmaceutique, ils pourraient simuler des molécules complexes pour accélérer le développement de médicaments.
La percée technologique d’Oxford Ionics
Au cœur de cette technologie se trouvent les puces quantiques qui sont en quelque sorte le cerveau des ordinateurs quantiques. Imaginez une petite plaquette de matériau semi-conducteur sur laquelle des circuits électroniques sont gravés. Ces circuits sont responsables du traitement des informations et des calculs.
Le principal défi dans la fabrication de puces quantiques est de contrôler les qubits de manière stable et fiable. Les qubits sont en effet extrêmement sensibles aux perturbations externes, ce qui rend leur manipulation délicate. Une des techniques les plus prometteuses pour contrôler les qubits est celle des ions piégés.
La technologie des ions piégés consiste principalement à utiliser des champs électromagnétiques pour confiner des ions (des atomes chargés) dans une petite région de l’espace. Ces ions sont ensuite manipulés à l’aide de lasers pour exécuter des opérations quantiques. Bien que cette méthode offre une grande stabilité et fidélité des qubits, elle est limitée par sa complexité et son coût élevé, notamment en raison de l’équipement laser nécessaire.
Oxford Ionics a récemment annoncé une avancée majeure dans ce domaine, ce qui a ainsi suscité un intérêt considérable dans le monde scientifique et technologique. L’entreprise a en effet développé une puce quantique utilisant une approche innovante qui change la donne. Plutôt que de recourir aux lasers pour contrôler les ions piégés, elle intègre un système de contrôle électronique directement dans la puce elle-même. Cette intégration permet de réguler l’état des qubits de manière plus simple et plus efficace.
En éliminant le besoin de lasers externes, cette technologie réduit ainsi considérablement la complexité et le coût de la production des puces quantiques. De plus, elle utilise des processus de fabrication de semi-conducteurs standard, ce qui rend ainsi une production en masse plus accessible et plus viable.
Les tests ont révélé que la puce d’Oxford Ionics atteint des niveaux de performance inégalés. Dans l’informatique quantique, les portes quantiques sont les équivalents des portes logiques utilisées dans l’informatique classique (comme les portes AND, OR, NOT). Elles sont les éléments de base des circuits quantiques et sont utilisées pour effectuer des opérations sur les qubits.
La fidélité de porte est une mesure de la précision avec laquelle une porte quantique exécute l’opération qu’elle est censée réaliser. Elle indique à quel point l’opération réelle est proche de l’opération théorique idéale. Une fidélité élevée signifie que la porte quantique fonctionne presque parfaitement avec très peu d’erreurs. Ici, la puce aurait offert une fidélité de porte à un seul qubit de 99,9992 %. Cela signifie que lorsqu’une opération est effectuée sur un seul qubit, la probabilité que cette opération soit exécutée correctement est de 99,9992 %. Cela représente une précision extrêmement élevée, avec seulement 0,0008 % de chance d’erreur.
La puce aurait également offert une fidélité de porte à deux qubits de 99,97 % (deux qubits impliqués dans l’opération). Bien que légèrement inférieure à la fidélité à un qubit, c’est toujours une précision remarquable avec seulement 0,03 % de chance d’erreur.
Oxford Ionics a pour objectif de rendre sa technologie quantique utilisable dans un ordinateur pratique d’ici 2027. Cela représente un défi ambitieux, mais les avancées actuelles démontrent un potentiel tangible pour y parvenir.
REF.: https://sciencepost.fr/
