Les chercheurs australiens ont prouvé que l'informatique quantique presque sans erreur est possible, ouvrant la voie à la construction d'appareils quantiques basés sur le silicium compatibles avec la technologie de fabrication actuelle de semi-conducteurs.
"La publication d'aujourd'hui dans Nature montre que nos opérations étaient sans erreur de 99%", explique le professeur AndreaMorello de l'UNSW, qui a dirigé l'œuvre.
"Lorsque les erreurs sont si rares, il devient possible de les détecter et de les corriger lorsqu'ils se produisent.Cela montre qu'il est possible de construire des ordinateurs quantiques qui ont suffisamment d'échelle, et suffisamment d'énergie, pour gérer un calcul significatif."
Cette recherche est une étape importante dans le voyage qui nous y mènera ".Morello dit.
L'informatique quantique en silicium atteint le seuil de 99%
L'article deMorello est l'un des trois publiés aujourd'hui dans la nature qui confirment indépendamment que l'informatique quantique robuste et fiable en silicium est maintenant une réalité.Cette percée figure sur la couverture avant du journal.
advertisementLes équipes UNSW et Delft ont certifié les performances de leurs processeurs quantiques en utilisant une méthode sophistiquée appelée Tomography Gate Set, développée aux laboratoires nationaux de Sandia dans le U.S.et rendu ouvertement à la disposition de la communauté de recherche.
Morello avait précédemment démontré qu'il pouvait préserver les informations quantiques dans le silicium pendant 35 secondes, en raison de l'isolement extrême des tours nucléaires de leur environnement.
"Dans le monde quantique, 35 secondes est une éternité", expliqueProf.Morello."Pour donner une comparaison, dans le célèbre ordinateur quantique supraconducteur Google et IBM, la durée de vie est d'une centaine de microsecondes - près d'un million de fois plus courte."
Mais le compromis était que l'isolement des qubits rendait apparemment impossible pour eux d'interagir les uns avec les autres, si nécessaire pour effectuer des calculs réels.
Les spins nucléaires apprennent à interagir avec précision
L'article d'aujourd'hui décrit comment son équipe a surmonté ce problème en utilisant un électron englobant deux noyaux d'atomes de phosphore.
advertisement"Si vous avez deux noyaux connectés au même électron, vous pouvez les faire faire une opération quantique", explique le Dr Mateusz M? Dzik, l'un des auteurs expérimentaux principaux.
"Pendant que vous n'utilisez pas l'électron, ces noyaux stockent leurs informations quantiques en toute sécurité.Mais maintenant, vous avez la possibilité de les faire se parler via l'électron, pour réaliser des opérations quantiques universelles qui peuvent être adaptées à tout problème de calcul."
"C'est vraiment une technologie de déverrouillage", explique le Dr Serwan Asaad, un autre auteur expérimental principal."Les tours nucléaires sont le processeur quantique central.Si vous les emprenez avec l'électron, alors l'électron peut alors être déplacé vers un autre endroit et enchevêtré avec d'autres noyaux de qubit plus loin, ouvrant la voie à la fabrication de grands tableaux de qubits capables de calculs robustes et utiles."
David Jamieson, chef de recherche de l'Université de Melbourne, ajoute: "Les atomes de phosphore ont été introduits dans la puce de silicium en utilisant l'implantation ionique, la même méthode utilisée dans toutes les puces informatiques en silicium existantes.Cela garantit que notre percée quantique est compatible avec l'industrie plus large de semi-conducteurs."
Tous les ordinateurs existants déploient une forme de correction d'erreurs et de redondance des données, mais les lois de la physique quantique apportent des restrictions sévères sur la façon dont la correction se déroule dans l'ordinateur quantique.Prof.Morello explains: "You typically need error rates below 1 per cent, to apply quantum error correction protocols.Ayant maintenant atteint cet objectif, nous pouvons commencer à concevoir des processeurs quantiques en silicium qui évoluent et fonctionnent de manière fiable pour des calculs utiles."
