Les scientifiques ont développé un ordinateur quantique qui utilise la lumière pour traiter les données, ouvrant la voie aux ordinateurs quantiques qui peuvent fonctionner dans un environnement en réseau à température ambiante.
Le nouveau système, appelé Aurora, est le premier ordinateur quantique photonique au monde qui peut fonctionner à grande échelle en utilisant plusieurs modules interconnectés via des câbles à fibre optique. Le système présente une solution à certains des plus grands problèmes de Quantum Computing – à savoir le fonctionnement à grande échelle, la tolérance aux défauts et la correction des erreurs, selon les représentants de Xanadu.
Cette percée pourrait conduire à la création de centres de données quantiques viables avec une tolérance aux défauts plus élevée et des taux d’erreur plus élevés que nous pouvons autrement réaliser aujourd’hui, ont déclaré les chercheurs dans une étude publiée le 22 janvier dans la revue Nature.
« Les deux grands défis restants pour l’industrie sont les performances améliorées de l’ordinateur quantique (correction d’erreur et tolérance aux pannes) et l’évolutivité (mise en réseau) » Christian Weedbrookle fondateur et PDG de Xanadu, la société derrière le nouveau système, dans un communiqué.
Les qubits traditionnels, ou qubits supraconducteurs, sont les éléments constitutifs de l’informatique quantique et maintiennent la clé pour traiter rapidement les quantités massives de données.
Mais ces qubits utilisent des signaux micro-ondes pour aider à traiter les données, ce qui crée de la chaleur qui peut endommager le matériel. De plus, les méthodes de refroidissement actuelles, qui sont utilisées pour créer un environnement informatique zéro presque absolu, endommagent également le matériel et rendent les machines à accéder difficiles.
En utilisant des qubits à base de lumière ou photoniques au lieu de micro-ondes ou de qubits supraconducteurs, Weedbrook et son équipe ont créé un système basé sur la lumière qui utilise des puces photoniques en réseau. Cela rend Aurora intrinsèquement connecté, car la fibre optique constitue la base du système de réseautage mondial.
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Réseaux informatiques quantiques alimentés
Les développeurs d’Aurora postulent qu’en divisant les ordinateurs quantiques en composants plus petits et moins sujets aux erreurs, ils peuvent renforcer la correction d’erreur quantique en interconnectant les unités.
« Le problème fondamental de la tolérance aux défauts et de la recherche de moyens de correction des erreurs les états quantiques plus rapidement que les erreurs se produisent reste un grand défi pour effectuer des calculs utiles », a déclaré Darran MilneDoctor of Quantum Information Theory et PDG de la société technologique Vividq, qui n’a pas été impliqué dans le projet.
« Plutôt que d’essayer de calculer avec un seul grand ordinateur quantique, il semble qu’ils (Xanadu) essaient de le diviser en systèmes plus simples qui pourraient être plus faciles à corriger individuellement », a déclaré Milne à Live Science. « Il reste à voir si cela rend le problème meilleur ou multiplie simplement les erreurs. »
Le cadre repose sur la technologie utilisée dans le X8 de l’entreprise (matériel informatique quantique) et Borealis (ordinateur quantique à système unique). Le système utilise 35 puces photoniques connectées à 8 miles (13 kilomètres) de câbles à fibre optique.
« La photonique est vraiment le moyen le meilleur et le plus naturel de calculer et de réseau », ont déclaré les chercheurs dans le communiqué. « Nous pourrions maintenant, en principe, évoluer jusqu’à des milliers de racks de serveurs et des millions de qubits. »
Les applications potentielles du cadre informatique quantique photonique Aurora comprennent la simulation de molécules et le calcul des résultats potentiels des essais pharmaceutiques, ce qui pourrait éliminer la nécessité de longs essais de médicaments. Les ordinateurs quantiques photoniques peuvent également inaugurer l’ère des communications cryptées hautement sécurisées appelées cryptographie quantique.
L’équipe de Xanadu prévoit ensuite de se concentrer sur l’élimination des signaux de fibre optique affaiblis en raison de la perte optique.
