Un scientifique de l’UniversitĂ© de Sydney a rĂ©alisĂ© ce qu’un initiĂ© de l’industrie quantique a dĂ©crit comme « quelque chose que de nombreux chercheurs pensaient extremely hard ».

Le Dr Benjamin Brown de l’École de physique a dĂ©veloppĂ© un form de code correcteur d’erreurs pour les ordinateurs quantiques qui libĂ©rera moreover de matĂ©riel pour effectuer des calculs utiles. Il fournit Ă©galement une approche qui permettra Ă  des entreprises comme Google et IBM de concevoir de meilleures puces quantiques.

La suppression des erreurs ouvre la voie Ă  l'informatique quantique universelle

Il l’a fait en appliquant un code dĂ©jĂ  connu qui fonctionne en trois proportions Ă  un cadre en deux dimensions.

« L’astuce consiste Ă  utiliser le temps comme troisiĂšme dimension. J’utilise deux proportions physiques et j’ajoute du temps comme troisiĂšme dimension », a dĂ©clarĂ© le Dr Brown. « Cela ouvre des possibilitĂ©s que nous n’avions pas auparavant. »

Ses recherches sont publiĂ©es aujourd’hui dans Science Developments.

« C’est un peu comme tricoter », a-t-il dit. « Chaque ligne est comme une ligne unidimensionnelle. Vous tricotez ligne aprĂšs ligne de laine et, avec le temps, cela produit un panneau de tissu Ă  deux proportions. »

Ordinateurs quantiques tolérants aux pannes

La rĂ©duction des erreurs dans l’informatique quantique est l’un des in addition grands dĂ©fis auxquels sont confrontĂ©s les scientifiques avant de pouvoir construire des devices suffisamment grandes pour rĂ©soudre des problĂšmes utiles.

« Parce que l’information quantique est si fragile, elle produit beaucoup d’erreurs », a dĂ©clarĂ© le Dr Brown, chercheur Ă  l’Institut Nano de l’UniversitĂ© de Sydney.

Il est impossible d’Ă©radiquer complĂštement ces erreurs. L’objectif est donc de dĂ©velopper une architecture «tolĂ©rante aux pannes» oĂč les opĂ©rations de traitement utiles l’emportent de loin sur les opĂ©rations de correction d’erreurs.

« Votre tĂ©lĂ©phone transportable ou ordinateur moveable effectuera des milliards d’opĂ©rations sur plusieurs annĂ©es avant qu’une seule erreur ne dĂ©clenche un Ă©cran vide ou un autre dysfonctionnement. Les opĂ©rations quantiques actuelles ont la possibility d’avoir moins d’une erreur pour 20 opĂ©rations – et cela signifie des thousands and thousands d’erreurs une heure « , a dĂ©clarĂ© le Dr Brown, qui occupe Ă©galement un poste au Centre d’excellence ARC pour les systĂšmes quantiques d’ingĂ©nierie.

« C’est beaucoup de factors tombĂ©s. »

La plupart des Ă©lĂ©ments constitutifs des ordinateurs quantiques expĂ©rimentaux d’aujourd’hui – bits quantiques ou qubits – sont occupĂ©s par le « surcoĂ»t » de la correction d’erreur.

« Mon approche pour supprimer les erreurs consiste Ă  utiliser un code qui fonctionne sur la area de l’architecture en deux proportions. Cela a pour effet de libĂ©rer une grande partie du matĂ©riel de la correction d’erreurs et de lui permettre de continuer avec les choses utiles, « , A dĂ©clarĂ© le Dr Brown.

Le Dr Naomi Nickerson est directrice de l’architecture quantique Ă  PsiQuantum Ă  Palo Alto, en Californie, et n’a aucun lien avec la recherche. Elle a dĂ©clarĂ©: « Ce rĂ©sultat Ă©tablit une nouvelle option pour effectuer des portes Ă  tolĂ©rance de panne, qui a le potentiel de rĂ©duire considĂ©rablement les frais gĂ©nĂ©raux et de rapprocher l’informatique quantique pratique. »

Chemin vers le calcul universel

Des get started-ups comme PsiQuantum, ainsi que les grandes entreprises technologiques Google, IBM et Microsoft, mĂšnent la cost du dĂ©veloppement d’une technologie quantique Ă  grande Ă©chelle. Il est urgent de trouver des codes correcteurs d’erreurs qui permettront Ă  leurs devices d’Ă©voluer.

Le Dr Michael Beverland, chercheur principal chez Microsoft Quantum et Ă©galement sans lien avec la recherche, a dĂ©clarĂ©: « Ce doc investigate une approche exotique passionnante pour effectuer un calcul quantique tolĂ©rant aux pannes, montrant la voie vers la rĂ©alisation potentielle d’un calcul quantique universel dans deux proportions spatiales sans le besoin de distillation, ce que de nombreux chercheurs pensaient extremely hard.  »

Les codes bidimensionnels qui existent actuellement nĂ©cessitent ce que le Dr Beverland appelle la distillation, additionally prĂ©cisĂ©ment connue sous le nom de «distillation Ă  l’Ă©tat magique». C’est lĂ  que le processeur quantique trie les multiples calculs et extrait ceux utiles.

Cela mùche beaucoup de matériel informatique en supprimant simplement les erreurs.

« J’ai appliquĂ© la puissance du code tridimensionnel et je l’ai adaptĂ© au cadre bidimensionnel », a dĂ©clarĂ© le Dr Brown.

Le Dr Brown a Ă©tĂ© occupĂ© cette annĂ©e. En mars, il a publiĂ© un posting dans la meilleure revue de physique Bodily Evaluate Letters avec des collĂšgues d’EQUS et de l’UniversitĂ© de Sydney. Dans cette recherche, lui et ses collĂšgues ont dĂ©veloppĂ© un dĂ©codeur qui identifie et corrige additionally d’erreurs que jamais, atteignant un file mondial de correction d’erreurs.

« L’identification des erreurs les as well as courantes est une autre façon de libĂ©rer as well as de puissance de traitement pour des calculs utiles », a dĂ©clarĂ© le Dr Brown.

Le professeur Stephen Bartlett est co-auteur de cet short article et dirige le groupe de recherche sur la thĂ©orie de l’information quantique Ă  l’UniversitĂ© de Sydney.

« Notre groupe Ă  Sydney est trĂšs concentrĂ© sur la dĂ©couverte de la façon dont nous pouvons augmenter les effets quantiques afin qu’ils puissent alimenter des appareils Ă  grande Ă©chelle », a dĂ©clarĂ© le professeur Bartlett, qui est Ă©galement doyen associĂ© de la recherche Ă  la FacultĂ© des sciences.

« Les travaux du Dr Brown ont montrĂ© comment procĂ©der pour une puce quantique. Ce style de progrĂšs nous permettra de passer d’un petit nombre de qubits Ă  un trĂšs grand nombre et de construire des ordinateurs quantiques extremely-puissants qui rĂ©soudront les gros problĂšmes de demain. »