Les scientifiques ont construit le plus petit ordinateur quantique au monde. Il a la taille d’un ordinateur de bureau et peut fonctionner à température ambiante.
La machine est alimentée par un seul photon, ou particule lumineuse, intégré dans une fibre optique en forme d’anneau, ont écrit les scientifiques dans une étude publiée le 3 septembre dans la revue Examen physique appliqué. La machine est une preuve de concept et peut effectuer des opérations mathématiques telles que la factorisation de nombres premiers, comme 15 = 5 x 3.
De nombreux ordinateurs et processeurs quantiques, notamment La puce Condor de 1 000 qubits d’IBMsont construits à l’aide de supraconducteurs qubits. Mais pour exploiter les lois de mécanique quantique et calculer en utilisant la superposition quantique – qui permet au qubit d’exister simultanément dans plusieurs états – ils doivent être refroidis à un niveau proche. zéro absolu. Cela nécessite un équipement complexe qui occupe généralement au moins la taille d’une pièce.
Les photons sont depuis longtemps proposés comme alternative aux qubits supraconducteurs, dans un domaine connu sous le nom de « calcul quantique optique ». En février, des scientifiques ont suggéré que construire des qubits à partir d’une seule impulsion laser pourrait leur permettre de fabriquer un ordinateur quantique stable à température ambiante, par exemple.
Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont construit une machine capable de traiter des calculs à température ambiante. Et comme il n’a pas besoin d’être refroidi, il a la taille d’un ordinateur de bureau classique. L’ordinateur quantique stocke les informations dans « 32 tranches de temps ou dimensions » dans le paquet d’ondes d’un photon unique, auteur principal de l’étude Chuu, Chih-sungprofesseur d’optique quantique à l’université Tsing Hua de Taiwan, a déclaré dans une déclaration traduite. Il s’agit d’un record mondial pour le nombre de dimensions informatiques accessibles par un seul qubit, a-t-il ajouté.
Contrairement aux qubits supraconducteurs, les photons peuvent maintenir un état quantique stable à température ambiante. Une machine quantique qui utilise des photons consomme moins d’énergie et est moins chère à exploiter. Il est également plus efficace à exécuter que les systèmes utilisant ion piégé les qubits – des particules chargées suspendues dans l’espace libre par des ondes électromagnétiques – qui nécessitent des lasers complexes pour régler avec précision leur état quantique.
Il existe déjà des ordinateurs quantiques optiques dotés de centaines de photons. Mais comme les photons apparaissent de manière probabiliste – c’est-à-dire « ils sont là une seconde et disparaissent la seconde suivante » – ils sont difficiles à rassembler en grand nombre, a déclaré Chuu.
Au lieu de cela, Chuu et son équipe ont compressé toutes les informations en un seul photon stable. Il a comparé ce travail à la transformation d’un vélo pouvant transporter une personne en un train de 32 voitures pouvant accueillir un grand nombre de passagers. Les prochaines étapes consisteront à continuer d’améliorer la capacité de stockage d’un photon unique afin qu’il puisse traiter des calculs encore plus complexes, a-t-il ajouté.
Étant donné que la machine utilise un photon comme qubit, elle pourrait facilement être intégrée dans les futurs réseaux de communication quantique utilisant la lumière pour transmettre des données, ou avec d’autres systèmes informatiques classiques basés sur la lumière, ont déclaré les scientifiques.
