Progrès en informatique quantique : Températures plus élevées, meilleure correction d’erreurs.

Il y a un large consensus selon lequel pour aborder la plupart des problèmes utiles avec un ordinateur quantique, il sera nécessaire que l’ordinateur soit capable de corriger les erreurs. En revanche, il n’y a absolument aucun consensus sur la technologie qui nous permettra d’y parvenir. Un grand nombre d’entreprises, y compris des acteurs importants tels que Microsoft, Intel, Amazon et IBM, se sont tous engagés dans différentes technologies pour y parvenir, tandis qu’une collection de start-ups explorent un éventail encore plus large de solutions potentielles. Nous n’aurons probablement pas une image plus claire de ce qui est susceptible de fonctionner avant quelques années. Mais il y aura beaucoup de travaux de recherche et de développement intéressants entre-temps, dont certains pourraient finalement représenter des jalons importants dans le développement de l’informatique quantique. Pour vous donner une idée de ce travail, nous allons examiner trois articles qui ont été publiés au cours des dernières semaines, chacun abordant un aspect différent de la technologie de l’informatique quantique. La correction des erreurs nécessitera de connecter plusieurs qubits matériels afin qu’ils agissent comme une unité unique appelée qubit logique. Cela répartit un seul bit d’information quantique sur plusieurs qubits matériels, le rendant plus robuste. Des qubits supplémentaires sont utilisés pour surveiller le comportement de ceux contenant les données et effectuer des corrections au besoin. Certains schémas de correction des erreurs nécessitent plus d’une centaine de qubits matériels pour chaque qubit logique, ce qui signifie que nous aurions besoin de dizaines de milliers de qubits matériels avant de pouvoir faire quelque chose de pratique. Un certain nombre d’entreprises ont examiné ce problème et ont décidé que nous savons déjà comment créer du matériel à cette échelle, il suffit de regarder n’importe quelle puce en silicium. Ainsi, si nous pouvions graver des qubits utiles à travers les mêmes processus que ceux que nous utilisons pour fabriquer les processeurs actuels, l’échelle ne poserait pas de problème. En général, cela a signifié la fabrication de points quantiques à la surface des puces en silicium et l’utilisation de ceux-ci pour stocker des électrons individuels pouvant contenir un qubit dans leur spin. Le reste de la puce contient des circuits plus traditionnels qui effectuent l’initiation, le contrôle et la lecture du qubit. Cela crée un problème notable. Comme de nombreuses autres technologies de qubit, les points quantiques doivent être maintenus en dessous de 1 kelvin pour éviter que l’environnement interfère avec le qubit. Et, comme le sait toute personne ayant possédé un ordinateur portable basé sur l’architecture x86, tout le reste des circuits sur le silicium génère de la chaleur. Ainsi, il y a une réelle perspective que le simple contrôle des qubits finisse par élever la température au point que les qubits ne puissent plus conserver leur état.