Les physiciens de Riken ont trouvé un moyen d'accélérer la lecture des qubits dans les ordinateurs quantiques supraconducteurs, ce qui devrait aider à les rendre plus rapides et plus fiables.
Après des décennies de propositions théoriques, les ordinateurs quantiques qui travaillent commencent à émerger. Pour les expérimentateurs tels que Peter Spring du Riken Center for Quantum Computing (RQC), c'est un moment propice pour travailler sur le terrain.
« C'est très excitant. Il semble que ce soit un champ très rapide qui a beaucoup d'élan », explique Spring. « Et il semble vraiment que les expériences rattrapent la théorie. »
Lorsqu'ils se mettent en ligne, les ordinateurs quantiques matures promettent de révolutionner l'informatique, en mesure d'effectuer des calculs qui sont bien au-delà des capacités des superordinateurs d'aujourd'hui. Et il semble que cette perspective ne soit pas si loin.
Actuellement, une demi-douzaine de technologies sont en train de devenir la plate-forme préférée pour les ordinateurs quantiques de demain. Un concurrent de premier plan est une technologie basée sur des circuits électriques supraconducteurs. L'un de ses avantages est la capacité d'effectuer des calculs plus rapidement que les autres technologies.
En raison de la nature très sensible des états quantiques, il est essentiel de corriger régulièrement les erreurs qui peuvent avoir glissées. Mais cette opération est plus lente que les opérations de porte quantique, ce qui en fait un peu un goulot d'étranglement.
« Si la mesure du qubit est beaucoup plus lente que les autres choses que vous faites, alors fondamentalement, il devient un goulot d'étranglement sur la vitesse de l'horloge », explique Spring. « Nous voulions donc voir à quelle vitesse nous pouvions effectuer des mesures de qubit dans un circuit supraconducteur. »
Maintenant, le printemps, Yasunobu Nakamura, également de RQC, et leurs collègues ont trouvé un moyen de mesurer simultanément quatre qubits dans les ordinateurs quantiques supraconducteurs dans un peu plus de 50 nanosecondes, ce qui est environ deux fois plus rapide que le record précédent. Les résultats sont publiés dans la revue Prx quantum.
Un filtre spécial garantit que la ligne de mesure utilisée pour envoyer les signaux de mesure n'interfère pas avec le qubit lui-même. Spring et ses collègues ont réalisé le filtre en « couplant » un résonateur de lecture avec un résonateur de filtre de telle manière que l'énergie des Qubits n'a pas pu s'échapper par la ligne de mesure.
Ils ont pu mesurer les qubits à très haute précision, ou «fidélités». « Nous avons été surpris de voir à quel point la lecture de la fidélité s'est avérée être », explique Spring. « Sur le meilleur qubit, nous avons atteint une fidélité de plus de 99,9%. Nous ne nous attendions pas à un temps de mesure aussi court. »
L'équipe vise à atteindre des mesures de qubit encore plus rapides en optimisant la forme de l'impulsion micro-ondes utilisée pour la mesure.
