Des scientifiques chinois ont franchi une étape majeure dans le domaine de l’informatique quantique en développant Xiaohong, une puce quantique impressionnante de 504 qubits. Cette réalisation représente un pas significatif vers l’amélioration des systèmes gérant le comportement des qubits dans les ordinateurs quantiques tout en ouvrant la voie à des capacités de calcul plus avancées.
Que sont les puces quantiques ?
L’informatique quantique, un domaine révolutionnaire en pleine expansion, promet de transformer radicalement notre approche de la résolution des problèmes informatiques les plus complexes.
Contrairement aux ordinateurs traditionnels qui utilisent des bits classiques pouvant avoir comme valeur 0 ou 1, les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, des unités d’information quantique qui peuvent exister simultanément dans plusieurs états. Cette caractéristique unique permet aux ordinateurs quantiques d’effectuer des calculs en parallèle, offrant ainsi des vitesses de traitement potentiellement inégalées.
Les puces quantiques sont les composants fondamentaux des ordinateurs quantiques. Chargées de manipuler et de stocker l’information, elles sont conçues pour contenir un certain nombre de qubits qui peuvent être manipulés pour effectuer différentes opérations, telles que l’intrication, la superposition et l’opération logique quantique. Plus le nombre de qubits dans une puce quantique est élevé, plus elle est capable d’effectuer des calculs complexes et de résoudre des problèmes difficiles.
Par ailleurs, la cohérence quantique des qubits est un élément essentiel pour le fonctionnement fiable des puces quantiques. Elle fait référence à la capacité des qubits à maintenir leurs états superposés et intriqués pendant une durée prolongée nécessaire à l’exécution d’opérations quantiques précises et fiables.
Maintenir la cohérence
Cependant, maintenir cette cohérence sur une période de temps suffisamment longue constitue l’un des principaux défis techniques dans la construction de puces quantiques à grand nombre de qubits. Cela est dû à divers facteurs environnementaux et internes qui peuvent perturber la cohérence quantique des qubits, conduisant à un phénomène appelé décohérence.
Les facteurs environnementaux comprennent les variations de température, les vibrations mécaniques, les champs électromagnétiques externes et d’autres interférences extérieures qui peuvent perturber les états quantiques fragiles des qubits. Les facteurs internes comprennent les imperfections dans les matériaux des puces quantiques, les fluctuations de courant et d’autres sources de bruit interne.
Pour surmonter ces défis, les chercheurs utilisent diverses techniques d’ingénierie pour isoler les qubits de leur environnement, réduire les sources de bruit et améliorer la stabilité des opérations quantiques. Cela comprend l’utilisation de matériaux supraconducteurs pour réduire la dissipation d’énergie et maintenir des températures extrêmement basses, ainsi que l’élaboration de protocoles de correction d’erreurs quantiques pour détecter et corriger les erreurs résultant de la décohérence.
Nouvelle percée en Chine
Récemment, des chercheurs ont usé de ces approches pour développer Xiaohong qui est désormais considérée comme la plus grande puce quantique construite par la Chine à ce jour. Avec ses 504 qubits, elle vise à optimiser les performances des plateformes informatiques quantiques basées sur le cloud, offrant ainsi aux chercheurs du monde entier la possibilité de mener des recherches sur des problèmes complexes et d’accélérer l’application de l’informatique quantique dans divers domaines.
Autrement dit, l’objectif de Xiaohong n’est pas de rivaliser directement avec les technologies avancées des États-Unis, mais plutôt de stimuler le développement de l’informatique quantique à l’échelle mondiale.
Les scientifiques derrière la conception de Xiaohong ont notamment exprimé leur espoir que cette puce contribuera au développement de systèmes de mesure et de contrôle informatique quantique à grande échelle (QCMCS). Ces systèmes joueront un rôle crucial dans la connexion entre les ordinateurs traditionnels et quantiques, permettant ainsi une intégration plus fluide des capacités quantiques dans les environnements informatiques classiques.
