Les chercheurs ont établi un nouveau record d’intrication quantique, rapprochant ainsi les ordinateurs quantiques fiables de la réalité. Les scientifiques ont réussi à intriguer 24 « qubits logiques » – des bits d’information quantiques à faible erreur créés en combinant plusieurs qubits physiques. Il s’agit du chiffre le plus élevé jamais atteint à ce jour.
Ils ont également démontré que les qubits logiques peuvent maintenir la correction d’erreurs à mesure que le nombre de qubits augmente, une étape cruciale vers des systèmes quantiques plus grands et plus tolérants aux pannes. Les chercheurs ont détaillé leurs travaux dans une étude publiée le 18 novembre sur la base de données pré-imprimée. arXiv.
Malgré l’incroyable promesse de informatique quantiqueplusieurs obstacles majeurs s’opposent à remplacer l’informatique classique. L’un de ces obstacles est le contrôle qubits — les unités de base de l’information quantique — ce qui est extrêmement difficile.
Contrairement aux 1 et aux 0 binaires des bits informatiques traditionnels, les qubits fonctionnent selon un ensemble de mécanismes entièrement différents : mécanique quantiquepour être précis. Bien que les qubits puissent exister sous la forme de 1 et de 0, ils peuvent également exister sous la forme des deux en même temps, un phénomène connu sous le nom de superposition. Cela fait de la mesure des qubits un défi majeur.
Deux autres phénomènes quantiques, la cohérence et enchevêtrementjetez des clés supplémentaires dans les travaux. La cohérence est une mesure de la durée pendant laquelle les qubits conservent l’état souhaité, nécessaire au traitement des calculs quantiques. Les temps de cohérence sont généralement mesurés en fractions de seconde et peut être perturbé par le moindre facteur environnemental.
Lorsque les qubits perdent leur cohérence, ils perdent souvent également leur intrication – un mécanisme par lequel l’état d’un qubit est directement lié à celui d’un autre. Cette perte de cohérence et cet enchevêtrement nuisent à la capacité des ordinateurs quantiques à effectuer des calculs précis et fiables.
Entrez le qubit logique
Ces dernières années, les chercheurs se sont de plus en plus concentrés sur les qubits logiques comme moyen de surmonter la fragilité des qubits physiques.
Alors que les qubits physiques sont généralement constitués de particules chargées comme des ions ou des supraconducteur circuits, les qubits logiques sont créés en codant des informations quantiques sur plusieurs qubits physiques. Cette architecture fournit un système de correction d’erreurs, de sorte que si un qubit devient instable ou perd des informations, les autres qubits peuvent le détecter et le corriger.
Les scientifiques ont réussi à enchevêtrer leurs 24 qubits logiques, un record, à l’aide du « processeur quantique à atomes neutres » d’Atom Computing, qui traite et stocke les informations quantiques en manipulant les individus. atomes avec des lasers et le « système de virtualisation qubit » de Microsoft, une plate-forme logicielle qui aide à gérer et à stabiliser les qubits en détectant et en corrigeant les erreurs en temps réel.
Même si 24 ne semble pas être un nombre énorme, la capacité d’enchevêtrer autant de qubits logiques représente une étape clé vers la création de qubits logiques évolutifs. systèmes quantiques tolérants aux pannesont déclaré les chercheurs.
« L’informatique quantique tolérante aux pannes est essentielle pour pouvoir résoudre de grands problèmes informatiques qui génèrent une valeur scientifique et économique au-delà de l’informatique classique, et elle nécessite l’intégration de plusieurs technologies avancées et d’algorithmes de correction d’erreurs quantiques pour fournir des ressources informatiques fiables et suffisantes de manière durable, » Les représentants d’Atom ont déclaré dans une déclaration. « Grâce à ces résultats, nous avons désormais démontré tous les ingrédients clés nécessaires à la correction des erreurs quantiques. »
Les chercheurs ont également montré comment les qubits logiques peuvent effectuer des tâches complexes et contrôler les erreurs à mesure que les ordinateurs quantiques évoluent. En utilisant le même système Atom, ils ont créé et exécuté des calculs sur 28 qubits logiques, prouvant qu’il est possible de maintenir la correction des erreurs à mesure que les systèmes quantiques deviennent plus puissants et plus complexes.
« En couplant nos qubits d’atomes neutres de pointe avec le système de virtualisation de qubits de Microsoft, nous sommes désormais en mesure de proposer des qubits logiques fiables sur une machine quantique commerciale », Ben Bloomfondateur et PDG d’Atom Computing, a déclaré dans un déclaration. « Ce système permettra des progrès rapides dans plusieurs domaines, notamment la chimie et la science des matériaux. »
