Yurii Mongol
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Les scientifiques ont créé le plus grand et le plus complexe réseau informatique quantique à ce jour, permettant à 20 bits quantiques enchevêtrés différents, ou qubits, de se parler.
L'équipe a alors pu lire les informations contenues dans tous ces soi-disant qubits, créant ainsi un prototype de «mémoire à court terme» quantique pour l'ordinateur. Alors que les efforts passés ont emmêlé de plus grands groupes de particules dans des lasers ultra-froids, c'est la première fois que des chercheurs ont pu confirmer qu'ils sont bien dans un réseau..
Leur étude, publiée le 10 avril dans la revue Physics Review X, pousse les ordinateurs quantiques à un nouveau niveau, se rapprochant progressivement du soi-disant «avantage quantique», où les qubits surpassent les bits classiques des ordinateurs à puce de silicium, ont déclaré les chercheurs..
Des bits aux qubits
L'informatique traditionnelle est basée sur un langage binaire de 0 et de 1 - un alphabet avec seulement deux lettres, ou une série de globes retournés vers le pôle nord ou sud. Les ordinateurs modernes utilisent ce langage en envoyant ou en arrêtant le flux d'électricité à travers des circuits en métal et en silicium, en commutant la polarité magnétique ou en utilisant d'autres mécanismes qui ont un double état «marche ou arrêt».
Cependant, les ordinateurs quantiques utilisent un langage différent - avec un nombre infini de «lettres».
Si les langages binaires utilisent les pôles nord et sud des globes, alors l'informatique quantique utiliserait tous les points intermédiaires. Le but de l'informatique quantique est également d'utiliser toute la zone entre les pôles.
Mais où peut-on écrire une telle langue? Ce n'est pas comme si vous pouviez trouver de la matière quantique à la quincaillerie. Ainsi, l'équipe a piégé les ions calcium avec des faisceaux laser. En pulsant ces ions avec de l'énergie, ils peuvent déplacer des électrons d'une couche à une autre.
En physique au lycée, les électrons rebondissent entre deux couches, comme une voiture qui change de voie. Mais en réalité, les électrons n'existent pas à un endroit ou à une couche - ils existent dans plusieurs à la fois, un phénomène connu sous le nom de superposition quantique. Cet étrange comportement quantique offre une chance de concevoir un nouveau langage informatique - un langage qui utilise des possibilités infinies. Alors que l'informatique classique utilise des bits, ces ions calcium en superposition deviennent des bits quantiques, ou qubits. Alors que des travaux antérieurs avaient déjà créé de tels qubits, l'astuce pour créer un ordinateur est de faire en sorte que ces qubits se parlent..
«Avoir tous ces ions individuels à eux seuls n'est pas vraiment ce qui vous intéresse», a déclaré Nicolai Friis, premier auteur de l'article et chercheur principal à l'Institut pour l'optique quantique et l'information quantique à Vienne. "S'ils ne se parlent pas, tout ce que vous pouvez faire avec eux est un calcul classique très coûteux."
Bits parlants
Pour que les qubits «parlent» dans ce cas, on reposait sur une autre conséquence bizarre de la mécanique quantique, appelée intrication. L'enchevêtrement se produit lorsque deux (ou plus) particules semblent fonctionner de manière coordonnée et dépendante, même lorsqu'elles sont séparées par de grandes distances. La plupart des experts pensent que l'enchevêtrement des particules sera essentiel car l'informatique quantique catapulte de l'expérience en laboratoire à la révolution informatique.
«Il y a vingt ans, l'intrication de deux particules était un gros problème», a déclaré le co-auteur de l'étude Rainer Blatt, professeur de physique à l'Université d'Innsbruck en Autriche. "Mais quand vous voulez vraiment construire un ordinateur quantique, vous devez travailler avec pas seulement cinq, huit, 10 ou 15 qubits. En fin de compte, nous devrons travailler avec beaucoup, beaucoup plus de qubits."
L'équipe a réussi à emmêler 20 particules ensemble dans un réseau contrôlé - toujours à court d'un véritable ordinateur quantique, mais le plus grand réseau de ce type à ce jour. Et bien qu'ils aient encore besoin de confirmer que les 20 sont totalement enchevêtrés les uns avec les autres, c'est un pas solide vers les supercalculateurs du futur. À ce jour, les qubits n'ont pas surpassé les bits informatiques classiques, mais Blatt a déclaré que ce moment - souvent appelé l'avantage quantique - est à venir.
«Un ordinateur quantique ne remplacera jamais les ordinateurs classiques; il y ajoutera», a déclaré Blatt. "Ces choses peuvent être faites."
Publié à l'origine le .