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15/07/2021 Une nouvelle approche pour la réalisation de processeurs quantiques

Trouver le moyen d'intégrer le plus grand nombre possible de qubits de haute qualité dans un seul processeur quantique est un défi encore inatteignable pour les chercheurs. Cela pourrait toutefois changer alors que la start-up quantique américaine Rigetti Computing vient de proposer une approche nouvelle du problème.

Il faut rappeler que la construction de processeurs (ordinateurs) quantiques capables de résoudre des problèmes scientifiques un tant soit peu complexes suppose que ceux soit dotés d'un nombre de qubits supérieur à ce jour à plus d'un millier. Mais trouver le moyen d'intégrer le plus grand nombre possible de qubits de haute qualité dans un seul processeur quantique est un défi encore inatteignable pour les chercheurs. Cela pourrait toutefois changer alors que la start-up quantique Rigetti Computing vient de proposer une approche radicalement nouvelle du problème.

Au lieu de se concentrer sur l'augmentation de la taille d'un seul processeur quantique, Rigetti a relié plusieurs puces plus petites entre elles pour créer, à la place, un processeur modulaire dont le nombre total de qubits reste plus élevé. Décrivant cette technologie comme le « premier processeur quantique multipuces » au monde, la société a lancé ce dispositif avec l'objectif d'atteindre 80 qubits dans le courant de l'année, contre 31 qubits actuellement pris en charge par son processeur Aspen.

A ce moment-là, le nouveau système quantique sera disponible pour les clients de Rigetti, qui pourront l'utiliser sur la plateforme Quantum Cloud Services de l'entreprise.

Comme ceux d'IBM et Google, les systèmes quantiques de Rigetti sont basés sur des qubits supraconducteurs, montés en réseau sur un processeur où ils sont couplés et contrôlés grâce à des impulsions micro-ondes. Les qubits sont également connectés à un résonateur et au câblage associé, ce qui permet au système de coder, de manipuler et de lire des informations quantiques.

Les qubits possèdent des propriétés quantiques particulières qui devraient conférer aux ordinateurs quantiques une puissance de calcul sans précédent. Mais pour cela, les processeurs devront contenir un nombre important de qubits, bien plus important qu'actuellement. Pour que les ordinateurs quantiques commencent à générer une valeur utilisable, les experts prévoient qu'au moins 1 000 qubits seront nécessaires. Un million de qubits est souvent cité comme le seuil pour les applications les plus utiles. Actuellement, les processeurs quantiques les plus puissants sont de 100 qubits au maximum

L'augmentation du nombre de qubits installés sur un seul processeur reste toutefois difficile. Ceci parce que la fragilité des qubits exigent qu'ils soient conservés dans des environnements plus froids que l'espace extra-atmosphérique, afin de s'assurer qu'ils restent dans leur état quantique. Or plus de qubits sur une puce signifie donc inévitablement plus de risques de défaillance et des rendements de fabrication plus faibles.

Au lieu de cela, Rigetti propose de connecter plusieurs processeurs identiques, tels que ceux que la société est déjà capable de fabriquer de manière fiable, en un processeur quantique à grande échelle. « Cette approche modulaire réduit de manière exponentielle la complexité de fabrication et permet une mise à l'échelle accélérée et prévisible », indique l'entreprise. Cette innovation pourrait permettre aux futurs systèmes d'évoluer de manière multiplicative, à mesure que les puces individuelles augmentent leur nombre de qubits et que les nouvelles technologies permettent de connecter un plus grand nombre de ces puces à des processeurs plus grands.

L'échelle étant une priorité absolue pour pratiquement toutes les organisations de l'écosystème quantique, la découverte de Rigetti pourrait donner à la start-up un avantage concurrentiel, même dans un secteur encombré de géants de la technologie tels que Google, IBM, Microsoft et Amazon. Ainsi IBM a récemment dévoilé un projet d'ordinateur quantique, qui vise à construire un dispositif de 1 121 qubits pour une sortie en 2023.

https://www.zdnet.com/article/quantum-computing-this-new-approach-could-be-the-fastest-path-to-real-applications/

https://www.zdnet.fr/actualites/une-start-up-pourrait-ouvrir-le-chemin-vers-des-applications-reelles-de-l-informatique-quantique-39925543.htm

https://www.rigetti.com/about

15/07/2021
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