Les chercheurs ont créé un appareil qui permet aux processeurs quantiques de communiquer directement entre eux – une étape importante dans le développement ordinateurs quantiques. Cela pourrait signifier à la fois une communication à la fois plus rapide et moins sujet aux erreurs entre les processeurs.
L’architecture quantique existante n’offre qu’une communication limitée entre séparé unités de traitement quantique (Qpus). Une telle communication est «point à point», ce qui signifie que les informations doivent être transférées dans une chaîne à travers plusieurs nœuds avant d’atteindre sa destination. Cela augmente la possibilité d’exposer les informations quantiques au bruit et rend plus probable que les erreurs se produisent.
Cependant, le nouveau dispositif développé par les scientifiques du MIT permet une communication « tout-à-tout », afin que tous les processeurs d’un seul réseau puissent communiquer directement avec tout autre processeur. Les chercheurs ont décrit leur approche « enchevêtrement à distance » dans une nouvelle étude publiée le 21 mars dans la revue Physique de la nature.
L’intrication à distance est un état où deux particules partagent le même état et les modifications de l’une affectent automatiquement l’autre. La distance entre les deux peut être vaste, sans limite actuellement connue.
Lors des tests, les chercheurs ont connecté deux processeurs quantiques par le biais de modules, chacun comprenant quatre qubits. Certains des qubits de chaque module ont été chargés d’envoyer photonsdes particules légères qui peuvent être utilisées pour transmettre des données quantiques, tandis que d’autres ont été affectées au stockage des données.
Les modules étaient liés avec un fil supraconducteur appelé guide d’onde, les modules servant d’interface entre les plus grands processeurs quantiques et le guide d’onde. Les scientifiques ont déclaré que un certain nombre de processeurs pourraient être connectés de cette manière, créant un réseau hautement évolutif.
Les chercheurs ont ensuite utilisé des impulsions micro-ondes pour déclencher un qubit individuel dans l’émission de photons dans les deux sens à travers le guide d’ondes.
« Les photons de tangage et de capture nous permettent de créer une » interconnexion quantique « entre les processeurs quantiques non locaux, et avec des interconnexions quantiques sont en empreinte à distance », a déclaré l’auteur principal de l’étude William D. OliverDirecteur associé du Laboratoire d’électronique de recherche au MIT, dans un déclaration.
Distorsion photonique
Cependant, le simple fait de déplacer des photons dans les deux sens entre les modules ne crée pas automatiquement un enchevêtrement. Pour y parvenir, l’équipe a dû préparer spécialement les qubits et le photon, de sorte qu’après avoir été transféré, les modules partageaient un seul photon.
Pour forcer les deux modules à partager le même photon, ils ont dû interrompre les impulsions d’émission de photons à mi-chemin. Cela signifiait essentiellement que la moitié du photon a été absorbée à l’extrémité de réception tandis que la moitié a été retenue par le module émetteur.
Le problème avec cette méthode est que le photon est déformé lors de voyage à travers le guide d’onde, ce qui peut avoir un impact sur l’absorption et l’interruption. Pour surmonter cette faille dans l’architecture, l’équipe a dû déformer les photons pour encourager une absorption maximale. En déformant les photons avant la transmission, ils ont pu augmenter les niveaux d’absorption à 60%, suffisamment pour garantir l’intrication.
Le travail est largement applicable aux applications pratiques de calcul quantique, selon l’auteur principal de l’étude Aziza almanaklyun étudiant diplômé en génie électrique et en informatique.
« En principe, notre protocole de génération d’intrication à distance peut également être étendu à d’autres types d’ordinateurs quantiques et de plus grands systèmes Internet quantiques », a déclaré Almanakly.
