Ordinateurs Quantum: le MIT et Harvard se rapprochent avec "le simulateur Quantum"

Les ordinateurs quantiques sont le Saint Graal de l’ingénierie du XXIe siècle, car leur bizarrerie quantique leur permettrait de conserver des informations et de résoudre des problèmes bien plus complexes que tout ce que même les meilleurs supercalculateurs d’aujourd’hui peuvent gérer.

Comme ils rapportent mercredi dans deux articles publiés dans La nature, des chercheurs de Harvard, du Massachusetts Institute of Technology et de l’Université du Maryland n’ont pas vraiment créé un ordinateur quantique dans toute sa splendeur, mais ils sont devenus très proches. Au lieu de cela, ils ont construit ce qu’on appelle un simulateur quantique. Il manque de la polyvalence quasi infinie d'un ordinateur quantique, mais il utilise des principes quantiques pour résoudre des problèmes très spécifiques.

Alors, que faudrait-il exactement pour que ce système soit considéré comme un ordinateur quantique? Le professeur Mikhail Lukin de Harvard, codirecteur de l’un des exposés, raconte Inverse le problème est triple.

«Il faudrait augmenter le nombre de qubits disponibles, améliorer la cohérence ou réduire les erreurs de ces qubits et augmenter le niveau de programmabilité du système, afin de le rendre capable de résoudre un plus grand nombre de problèmes», a-t-il déclaré..

Les chercheurs ont pu capturer et manipuler 51 atomes individuels, ou qubits, pour créer un simulateur quantique. C’est le plus grand ensemble de qubits jamais assemblés pour un tel simulateur. Au lieu de particules d'ions chargées, les chercheurs ont été les premiers à utiliser des atomes neutres aux propriétés identiques. Contrairement aux ions, les atomes neutres ne repoussent pas. Cela a permis de réunir un si grand groupe de qubits.

Les Qubits sont les unités sous-jacentes qui rendent l'informatique quantique possible. Sur un ordinateur standard, tous les tweets que vous tapez sont stockés sous forme binaire, ou sous forme de série de zéros ou de zéros. Dans un ordinateur quantique, les données sont stockées dans des bits qui peuvent être n'importe quoi d'un photon, d'un électron ou d'un noyau.

Un peu doit soit un un, soit un zéro, alors qu'un qubit peut en être un et zéro en même temps. Oui, c’est très indécis, mais cela permet aux ordinateurs quantiques de stocker de manière exponentielle plus de données que les machines binaires. Les 51 atomes capturés par les chercheurs pourraient représenter plus de 2 quadrillions de valeurs. Permettre aux scientifiques de résoudre des problèmes d'optimisation comme le problème du voyageur de commerce et de simuler des phénomènes physiques qu'ils ne pourraient pas autrement.

"Ces interactions à l'étude sont de nature mécanique quantique", a déclaré Alexander Keesling, Ph.D. étudiant et co-auteur de l'étude dans un communiqué. «Si vous essayez de simuler ces systèmes sur un ordinateur, vous êtes limité à de très petites tailles de système et le nombre de paramètres est limité. Si vous créez des systèmes de plus en plus grands, très rapidement, vous manquerez de mémoire et de puissance de calcul pour les simuler sur un ordinateur classique. La solution consiste à créer le problème avec des particules qui suivent les mêmes règles que le système que vous simulez. C’est pourquoi nous appelons cela un simulateur quantique. »

Lukin raconte Inverse il n'y a pas de délai pour que les ordinateurs quantiques deviennent une réalité, mais cette recherche donne aux scientifiques la capacité de jouer avec des choses complètement hors du domaine des ordinateurs que nous utilisons aujourd'hui. Cela ouvre la porte à une meilleure compréhension des complexités du monde dans lequel nous vivons d'une toute nouvelle façon.

Les scientifiques veulent construire un ordinateur quantique de la taille d'un terrain de football.