L'alimentation des ordinateurs quantiques avec des batteries quantiques réduirait l'énergie nécessaire pour le refroidissement et permettre aux machines de se faire emballer en plus de qubits
Les batteries quantiques ont des propriétés théoriquement excitantes
Le raccordement d'un ordinateur quantique à une batterie quantique pourrait le rendre beaucoup plus économe en énergie et permettre aux machines d'emballer plus de puissance de traitement dans le même espace physique.
Les batteries quantiques, comme les batteries régulières, peuvent stocker de l'énergie pour fournir de l'énergie, mais plutôt que d'utiliser des réactions électrochimiques, elles sont construites à partir de bits quantiques ou de qubits, qui peuvent extraire l'énergie des processus quantiques, comme l'intrication. Bien qu'ils aient l'avantage de facturer beaucoup plus rapidement que les appareils ordinaires, les chercheurs ont eu du mal à construire des exemples de travail ou à trouver des utilisations pratiques pour eux.
Maintenant, James Quach à l'Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth en Australie et ses collègues a constaté que les batteries quantiques pourraient être utilisées pour alimenter les ordinateurs quantiques tout en générant beaucoup moins de chaleur que les alimentations actuelles.
La plupart des ordinateurs quantiques sont alimentés et contrôlés avec des fils qui ont été refroidis à des températures extrêmement basses pour éviter de bouleverser les états quantiques délicats utilisés pour le calcul. Cela nécessite de grands systèmes de câblage complexes qui génèrent de grandes quantités de chaleur.
Quach et son équipe ont constaté que l'alimentation d'un ordinateur quantique avec une batterie quantique interne signifierait que certains de ces fils externes pourraient être éliminés, nécessitant beaucoup moins de refroidissement.
Dans un ordinateur quantique standard, chaque qubit possède au moins deux câbles externes, connus sous le nom de ligne d'entraînement et la ligne de flux. «En ayant une batterie quantique interne, nous pouvons retirer la ligne d'entraînement de l'architecture, et c'est l'économie d'énergie considérable», explique Quach. «Parce que nous pouvons économiser de l'énergie en termes de quantité de refroidissement que nous devons avoir par qubit, nous pouvons avoir plus de qubits.»
Quach et son équipe ont montré que, théoriquement, un ordinateur quantique connecté à une batterie quantique pouvait effectuer les types d'opérations de calcul nécessaires pour les algorithmes quantiques, et simulé exécutant une opération quantique avec cette configuration.
«Cela rend l'idée des batteries quantiques beaucoup plus pratiques maintenant», explique Steve Campbell à l'University College Dublin en Irlande.
«Nous sommes encore un peu loin de vous, vous avez vraiment besoin de nous soucier massivement de l'efficacité énergétique des appareils quantiques, mais il y a eu un changement dans la communauté récemment à la réflexion (cela), si vous voulez que les appareils quantiques soient évolutifs, nous devons les rendre aussi efficaces que possible», explique Campbell. « La réalité est qu'aucun appareil quantique ne sera utile si cela coûte une quantité d'énergie gargantuesenne afin de garder le système refroidi. »
