La startup américaine de calcul quantique Psiquantum a annoncé hier qu'elle avait craqué un puzzle significatif sur la voie de rendre la technologie utile: fabriquer des puces quantiques en quantités utiles.
Psiquantum a éclaté du « mode furtif » en 2021 avec une annonce de financement à succès. Il a suivi avec deux autres l'année dernière.
La société utilise l'informatique quantique dite « photonique », qui a longtemps été rejetée comme peu pratique.
L'approche, qui code pour les données dans des particules de lumière individuelles, offre des avantages convaincants: le bruit de la taille, le fonctionnement à grande vitesse et la compatibilité naturelle avec les réseaux à fibre optique existants. Cependant, il a été retenu par des exigences matérielles extrêmes pour gérer le fait que les photons volent à une vitesse aveuglante, se perdent et sont difficiles à créer et à détecter.
Psiquantum prétend maintenant avoir abordé bon nombre de ces difficultés. Dans un nouvel article publié dans Naturela société a dévoilé du matériel pour l'informatique quantique photonique qui, selon elle, peut être fabriquée en grande quantité et résout le problème de la mise à l'échelle du système.
Qu'y a-t-il dans un ordinateur quantique?
Comme tout ordinateur, les ordinateurs quantiques codent des informations dans les systèmes physiques. Alors que les ordinateurs numériques codent les bits (0 et 1) dans les transistors, les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques (qubits), qui peuvent être codés dans de nombreux systèmes quantiques potentiels.
Les chéris du monde de l'informatique quantique ont traditionnellement été des circuits supraconducteurs fonctionnant à des températures près de Zero absolu. Ceux-ci ont été défendus par des entreprises telles que Google, IBM et Rigetti.
Ces systèmes ont attiré les gros titres en revendiquant la « suprématie quantique » (où les ordinateurs quantiques battent les ordinateurs traditionnels à une tâche) ou l'infraction de « l'utilité quantique » (c'est-à-dire en fait des ordinateurs quantiques utiles).
Dans une seconde attente dans le jeu qui se répercute, Ionq et Honeywell poursuivent l'informatique quantique piégée. Dans cette approche, les atomes chargés sont capturés dans des pièges électromagnétiques spéciaux qui codent les qubits dans leurs états d'énergie.
Les autres prétendants commerciaux comprennent les qubits d'atomes neutres, les qubits à base de silicium, les défauts intentionnels dans les diamants et les encodages photoniques non traditionnels.
Tous ces éléments sont disponibles maintenant. Certains sont à vendre avec d'énormes étiquettes de prix et certains sont accessibles via le cloud. Mais un avertissement équitable: ils sont plus pour l'expérimentation que le calcul aujourd'hui.
Défauts et comment les tolérer
Les bits individuels de vos ordinateurs numériques sont extraordinairement fiables. Ils pourraient ressentir un défaut (un 0 se retourne par inadvertance à un 1, par exemple) une fois sur chaque billion d'opérations.
La nouvelle plate-forme de Psiquantum possède des caractéristiques à consonance impressionnante telles que des guides d'ondes de nitrure de silicium à faible perte, des détecteurs de résolution de photons à haute efficacité et des interconnexions presque sans défaite.
La société rapporte un taux d'erreur de 0,02% pour les opérations à un qubit et 0,8% pour la création de deux points. Ceux-ci peuvent sembler assez petits, mais ils sont beaucoup plus grands que le taux d'erreur zéro efficace de la puce dans votre smartphone.
Cependant, ces chiffres rivalisent avec les meilleurs qubits aujourd'hui et sont étonnamment encourageants.
L'une des percées les plus critiques du système Psiquantum est l'intégration de l'informatique quantique basée sur la fusion. Il s'agit d'un modèle qui permet de corriger les erreurs plus facilement que dans les approches traditionnelles.
Les développeurs informatiques quantiques veulent réaliser ce qu'on appelle la «tolérance aux défauts». Cela signifie que, si le taux d'erreur de base est inférieur à un certain seuil, les erreurs peuvent être supprimées indéfiniment.
Les allégations de taux d'erreur «inférieure à un seuil» doivent être atteints avec le scepticisme, car ils sont généralement mesurés sur quelques qubits. Un ordinateur quantique pratique serait un environnement très différent, où chaque qubit devrait fonctionner aux côtés d'un million (ou d'un milliard ou d'un billion) d'autres.
C'est le défi fondamental de l'évolutivité. Et tandis que la plupart des sociétés informatiques quantiques s'attaquent au problème à partir de zéro – construire des qubits individuels et les coller ensemble – Piquantum adopte l'approche descendante.
Pensée d'abord à l'échelle
Psiquantum a développé son système en partenariat avec le fabricant de semi-conducteurs GlobalFoundries. Tous les composants clés – les sources et les détecteurs et les détecteurs, les portes logiques et la correction des erreurs – sont intégrés sur une seule puce à base de silicium.
Psiquantum dit que GlobalFoundries a déjà fait des millions de puces.
En utilisant des techniques déjà utilisées pour fabriquer des semi-conducteurs, Psiquantum prétend avoir résolu le problème d'évolutivité qui a longtemps affligé des approches photoniques.
Psiquantum fabrique ses puces dans une fonderie de semi-conducteurs commerciaux. Cela signifie que la mise à l'échelle de millions de qubits sera relativement simple.
Si la technologie de Psiquantum tient sa promesse, elle pourrait marquer le début de la première époque vraiment évolutive de Quantum Computing.
Un ordinateur quantique photonique tolérant aux pannes aurait des avantages majeurs et des besoins énergétiques inférieurs.
