Des chercheurs japonais ont activé le « Shunkai », un atome neutre ordinateur quantique que les scientifiques espèrent transformer en un monstre de 10 000 qubits d’ici mars 2031.
Shunkai est le premier système full-stack de ce type au Japon, ce qui signifie qu’il comprend les couches logicielles, de contrôle et matérielles nécessaires pour lire les entrées de l’utilisateur et renvoyer un résultat, un peu comme un PC conventionnel. En théorie, cela signifie qu’il devrait être plus facile pour les chercheurs d’utiliser la machine de manière significative, l’équipe derrière Shunkai prévoyant de l’ouvrir aux utilisateurs externes au cours des années à venir.
Dans un déclarationchef de projet Kenji Ohmoriprofesseur de sciences photomoléculaires à l’Institut des sciences moléculaires, a déclaré que l’utilisation du Shunkai par les chercheurs « conduirait à des effets d’entraînement dans divers domaines de l’industrie, du monde universitaire et du gouvernement à travers le monde ».
L’équipe derrière la nouvelle machine prévoit de l’intégrer dans une installation de calcul intensif partagée existante pour créer un centre de calcul hybride quantique-GPU.
Ordinateurs quantiques : puissants mais peu pratiques
Contrairement aux ordinateurs traditionnels ou « classiques », les ordinateurs quantiques fonctionnent selon les étranges lois de la physique quantique. Dans les systèmes quantiques, qubits — sous forme de supraconducteur circuits, ions piégés ou photons (entre autres modalités) – représentent les éléments fondamentaux de l’information quantique. Ceux-ci peuvent exister sous la forme d’un 1, d’un 0 ou d’un « superposition » des deux États à la fois.
Cependant, les qubits sont notoirement fragiles. Même une interférence environnementale mineure peut déstabiliser ou détruire les informations qu’elles contiennent, faisant de la précision un défi permanent dans le monde de l’informatique quantique. On estime que le taux d’erreur en qubits est d’environ 1 sur 1 000, contre environ 1 pour un milliard, voire 1 pour un billion d’opérations dans les bits de calcul classiques.
C’est pourquoi une énorme quantité de recherche est consacrée à correction d’erreur quantique. Ce domaine cherche à atténuer ce manque de fiabilité inhérent en créant des redondances dans la manière dont les informations sont codées en qubits afin que de petites erreurs n’annulent pas des calculs entiers.
L’objectif général est de créer des qubits de meilleure qualité, puis d’augmenter le nombre de qubits dans un système afin que les ordinateurs quantiques puissent enfin rivaliser avec les autres. les supercalculateurs les plus rapides du monde.
Cette question épineuse, combinée au besoin des systèmes quantiques de solutions élaborées systèmes de refroidissement pour les maintenir opérationnelsles rend peu pratiques en dehors des environnements de laboratoire finement réglés.
Un système quantique plus fiable ?
Shunkai, du nom d’un astronome japonais du XVIIe siècle Harumi Shibukawaévite au moins certaines de ces contraintes. Plutôt que d’utiliser des circuits surfondus, le nouveau système japonais intègre des atomes neutres sous forme de qubits, capturés et suspendus à l’aide de « pinces optiques ».
Ces faisceaux laser étroitement focalisés capturent les atomes et les disposent dans une chambre à vide, tandis que les micro-ondes ou la lumière laser sont utilisées pour manipuler les états quantiques des atomes et effectuer des calculs. Les résultats sont ensuite lus en observant la fluorescence de chaque atome individuel avec une caméra.
Il est important de noter que l’utilisation par Shunkai d’atomes neutres comme qubits au lieu de circuits supraconducteurs signifie qu’il peut fonctionner à température ambiante. Parce que la disposition des qubits dans les systèmes à atomes neutres peut être affiné pendant les calculsles chercheurs peuvent également ajuster les qubits qui interagissent les uns avec les autres et créer enchevêtrement — un état bizarre de partage d’informations entre particules dans le temps et dans l’espace — entre différentes paires.
Cela pourrait aider à surmonter deux des plus grands obstacles auxquels sont confrontés les systèmes quantiques pratiques : faire évoluer les machines vers un grand nombre de qubits et corriger les erreurs qui s’insinuent inévitablement dans les calculs quantiques.
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À cette fin, Shunkai sera partiellement ouvert aux chercheurs externes pour développer des applications et tester et améliorer les capacités de correction d’erreurs quantiques du système, ont déclaré des représentants des instituts nationaux des sciences naturelles du Japon dans le communiqué.
Le système quantique fonctionnera initialement avec environ 50 qubits avant de s’étendre à environ 500. L’objectif à long terme est considérablement plus ambitieux : d’ici mars 2031, l’équipe vise à faire de Shunkai un « ordinateur quantique à grande échelle et de haute performance, tolérant aux pannes, avec 10 000 qubits physiques et des capacités de détection et de correction des erreurs quantiques ». Cela le placerait confortablement au-dessus du Réseau d’atomes neutres de 6 100 qubits démontré par des chercheurs de Caltech en octobre 2025.
« Les ordinateurs quantiques basés sur des atomes neutres ont récemment attiré rapidement l’attention du monde entier en tant que nouvelle modalité susceptible de dépasser les limites de la modalité supraconductrice », a déclaré Ohmori. « Je pense qu’il est extrêmement significatif que nous ayons développé le premier ordinateur quantique full-stack du Japon dans cette modalité de pointe et que nous ayons commencé son exploitation. »
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