Plus de 1 000 qubits obtenus - Des physiciens établissent un record mondial pour les ordinateurs quantiques basés sur l'atome

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Les chercheurs de la TU Darmstadt ont développé un processeur quantique avec plus de 1 000 qubits atomiques, marquant une avancée significative dans l'évolutivité de l'informatique quantique. Cette percée pourrait permettre l'expansion future du nombre de qubits jusqu'à 10 000, améliorant ainsi diverses applications technologiques.

Un nouveau record a été établi pour les ordinateurs quantiques basés sur des atomes.

La mise à l'échelle des systèmes quantiques est essentielle pour progresser l'informatique quantique, à mesure que leurs avantages deviennent plus évidents avec des systèmes plus grands. Les chercheurs de la TU Darmstadt ont réalisé des progrès significatifs dans la réalisation de cet objectif. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans la prestigieuse revue Optique.

Les processeurs quantiques basés sur des réseaux bidimensionnels de pinces optiques, créés à l'aide de faisceaux laser focalisés, constituent l'une des technologies les plus prometteuses pour développer l'informatique et la simulation quantiques qui permettront des applications très bénéfiques à l'avenir. Un large éventail d'applications allant du développement de médicaments à l'optimisation des flux de trafic bénéficieront de cette technologie.

Percée dans la technologie Quantum Bit

Ces processeurs ont pu contenir plusieurs centaines de fichiers uniques.atome systèmes quantiques jusqu'à présent, dans lesquels chaque atome représente un bit quantique ou qubit comme unité de base de l'information quantique. Pour progresser encore, il est nécessaire d'augmenter le nombre de qubits dans les processeurs. C'est désormais chose faite par une équipe dirigée par le professeur Gerhard Birkl du groupe de recherche « Atomes - Photons - Quanta » du Département de physique de la TU Darmstadt.

Dans un article de recherche, publié pour la première fois début octobre 2023 sur le serveur de prépublication arXiv et désormais également publié après examen scientifique par les pairs dans la prestigieuse revue Optiquel'équipe rend compte de la première expérience réussie au monde visant à réaliser une architecture de traitement quantique contenant plus de 1 000 qubits atomiques dans un seul plan.

«Nous sommes extrêmement heureux d'avoir été les premiers à franchir la barre des 1 000 qubits atomiques contrôlables individuellement, car de nombreux autres concurrents exceptionnels nous suivent de près», déclare Birkl à propos de leurs résultats.

Méthodes innovantes et perspectives d'avenir

Les chercheurs ont pu démontrer dans leurs expériences que leur approche consistant à combiner les dernières méthodes d'optique quantique avec une technologie micro-optique avancée leur a permis d'augmenter considérablement les limites actuelles du nombre de qubits accessibles.

Ceci a été réalisé en introduisant la nouvelle méthode de « suralimentation quantique des bits ». Cela leur a permis de surmonter les restrictions imposées sur le nombre de qubits utilisables par les performances limitées des lasers. 1 305 qubits à atome unique ont été chargés dans un réseau quantique comportant 3 000 sites de piège et réassemblés en structures cibles sans défauts comportant jusqu'à 441 qubits. En utilisant plusieurs sources laser en parallèle, ce concept a permis de briser les frontières technologiques qui étaient jusqu'à présent perçues comme presque insurmontables.

Pour de nombreuses applications différentes, 1 000 qubits sont considérés comme la valeur seuil à partir de laquelle l'augmentation de l'efficacité promise par les ordinateurs quantiques peut désormais être démontrée pour la première fois. Les chercheurs du monde entier ont donc travaillé intensément pour être les premiers à franchir ce seuil. Les travaux de recherche récemment publiés démontrent que pour les qubits atomiques, cette percée a été réalisée pour la première fois au monde par le groupe de recherche dirigé par le professeur Birkl. La publication scientifique décrit également comment l'augmentation du nombre de sources laser permettra d'atteindre un nombre de qubits de 10 000 ou plus en quelques années seulement.