Les ordinateurs quantiques promettent d’atteindre des vitesses et des efficacités impossibles, même pour les supercalculateurs les as well as rapides d’aujourd’hui. Pourtant, la technologie n’a pas connu beaucoup d’expansion ni de commercialisation, en grande partie à result in de son incapacité à s’auto-corriger. Les ordinateurs quantiques, contrairement aux ordinateurs classiques, ne peuvent pas corriger les erreurs en copiant encore et encore les données codées. Les scientifiques ont dû trouver une autre remedy.
Aujourd’hui, un nouvel post paru dans Mother nature illustre le potentiel d’une plate-forme informatique quantique de Harvard pour résoudre le problème de longue date connu sous le nom de correction d’erreur quantique.
L’expert en optique quantique Mikhail Lukin, professeur de physique à l’Université Joshua et Beth Friedman et codirecteur de la Harvard Quantum Initiative, dirige l’équipe de Harvard. Le travail rapporté dans Character était une collaboration entre Harvard, le MIT et QuEra Computing, basé à Boston. Le groupe de Markus Greiner, professeur de physique George Vasmer Leverett, était également impliqué.
Fruit d’un energy déployé au cours des dernières années, la plate-forme Harvard est construite sur un ensemble d’atomes de rubidium très froids piégés au laser. Chaque atome agit comme un bit – ou un « qubit », comme on l’appelle dans le monde quantique – qui peut effectuer des calculs extrêmement rapides.
La principale innovation de l’équipe réside dans la configuration de son « réseau d’atomes neutres » pour pouvoir modifier dynamiquement sa disposition en déplaçant et en connectant les atomes – c’est ce qu’on appelle « l’enchevêtrement » dans le langage de la physique – à mi-calcul. Les opérations qui enchevêtrent des paires d’atomes, appelées portes logiques à deux qubits, sont des unités de puissance de calcul.
L’exécution d’un algorithme complexe sur un ordinateur quantique nécessite de nombreuses portes. Cependant, ces opérations de porte sont notoirement sujettes aux erreurs, et une accumulation d’erreurs rend l’algorithme inutile.
Dans le nouvel report, l’équipe rapporte des performances quasi parfaites de ses portes intriquantes à deux qubits avec des taux d’erreur extrêmement faibles. Pour la première fois, ils ont démontré leur capacité à intriguer des atomes avec des taux d’erreur inférieurs à, 5 pour cent. En termes de qualité de fonctionnement, cela area les performances de leur technologie à égalité avec celles d’autres principaux varieties de plates-formes informatiques quantiques, comme les qubits supraconducteurs et les qubits à ions piégés.
Cependant, l’approche de Harvard présente des avantages majeurs par rapport à ses concurrents en raison de la grande taille de ses systèmes, de son contrôle efficace des qubits et de sa capacité à reconfigurer dynamiquement la disposition des atomes.
« Nous avons établi que cette plate-forme présente des erreurs physiques suffisamment faibles pour que vous puissiez réellement imaginer des dispositifs à grande échelle et corrigés des erreurs, basés sur des atomes neutres », a déclaré le leading auteur Simon Evered, étudiant à la Harvard Griffin Graduate College of Arts and Sciences à Lukin. groupe. « Nos taux d’erreur sont suffisamment faibles maintenant pour que si nous devions regrouper les atomes en qubits logiques – où les informations sont stockées de manière non locale parmi les atomes constituants – ces qubits logiques corrigés des erreurs quantiques pourraient avoir des erreurs encore moreover faibles que les atomes individuels. « .
Les avancées de l’équipe de Harvard sont rapportées dans le même numéro de Mother nature que d’autres improvements dirigées par Jeff Thompson, ancien étudiant diplômé de Harvard, maintenant à l’Université de Princeton, et Manuel Endres, ancien boursier postdoctoral de Harvard, maintenant au California Institute of Engineering. Prises ensemble, ces avancées jettent les bases des algorithmes quantiques à correction d’erreurs et de l’informatique quantique à grande échelle. Tout cela signifie que l’informatique quantique sur des réseaux d’atomes neutres montre toute l’étendue de ses promesses.
« Ces contributions ouvrent la porte à des opportunités très spéciales dans le domaine de l’informatique quantique évolutive et à une période vraiment passionnante pour l’ensemble de ce domaine », a déclaré Lukin.
