Un appareil fabriqué à partir de qubits supraconducteurs pourrait s'avérer une technologie puissante pour permettre l'informatique quantique pratique ou des propositions plus expérimentales comme l'apprentissage automatique quantique
Une fausse image couleur du circuit de routeur quantique
Les ordinateurs quantiques peuvent être en mesure d'exécuter des algorithmes utiles plus rapidement, grâce à un nouveau routeur quantique qui aide les données à atteindre le bon endroit plus rapidement.
Les ordinateurs traditionnels évitent de devenir lents face à un programme compliqué en partie en utilisant la mémoire d'accès aléatoire (RAM) pour stocker temporairement certaines informations. La clé du composant pour construire un homologue quantique de Ram, QRAM, est un routeur. Ce n'est pas le routeur qui dirige vos requêtes Internet vers la bonne adresse IP, mais plutôt un routeur interne qui dirige le trafic informationnel à l'intérieur d'un ordinateur.
Connie Miao à l'Université de Stanford en Californie et ses collègues ont maintenant construit un tel appareil. «Le projet était motivé par des algorithmes qui utilisent QRAM. Il y avait beaucoup d'articles en train de sortir en disant:« Si nous avions un QRAM, nous pouvions faire XYZ », mais cela n'avait pas été montré (expérimentalement)», dit-elle.
Le nouveau routeur se compose de qubits, les éléments de base de tous les ordinateurs quantiques et les souvenirs quantiques, fabriqués à partir de minuscules circuits supraconducteurs et contrôlés par des impulsions électromagnétiques. Semblable à un routeur traditionnel, ce quantum a envoyé des informations quantiques à des adresses quantiques. Ce qui distingue l'appareil comme étant entièrement quantique, c'est qu'il permet à l'adresse d'être codée non seulement en un seul endroit mais dans une superposition de deux. L'équipe a testé cela avec trois qubits et a trouvé que l'itinéraire avait environ 95% de fidélité.
Cela signifie que s'il était incorporé dans un QRAM, l'appareil pourrait pousser des informations dans un état quantique où il est impossible de dire dans lequel des deux emplacements dans lesquels il est stocké – exactement le type de phénomène qui rend les ordinateurs quantiques puissants.
Luming Duan à l'Université Tsinghua en Chine, dont l'équipe a précédemment construit un routeur quantique qui n'a fonctionné que pendant certaines courses, dit que le nouvel appareil est une étape importante vers la construction de QRAM pratiques, qui peuvent permettre d'exécuter des algorithmes d'apprentissage automatique quantiques.
Le membre de l'équipe David Schuster à l'Université de Stanford dit qu'il y a encore de nombreuses questions ouvertes sur l'endroit où le routage quantique exactement pourrait faire une différence pratique, mais les options sont larges, à partir d'algorithmes bien connus pour la recherche de bases de données à la création d'adresses IP quantiques pour les itérations futures d'Internet.
Néanmoins, la version actuelle du routeur n'est toujours pas assez fiable pour certaines de ces utilisations, il faut donc faire moins d'erreurs et contenir un plus grand nombre de qubits à l'avenir, explique Sébastien Léger à l'Université de Stanford, qui a travaillé sur le projet.
