Des qubits répartis dans différents « frigos »

L’intégration de milliers de qubits supraconducteurs dans un seul ordinateur quantique est impossible à l’heure actuelle. Ces qubits ne pourraient être conservés dans un seul appareil de refroidissement. Des chercheurs réfléchissent à « délocaliser » des qubits dans des systèmes de réfrigération répartis dans plusieurs bâtiments.

Les ordinateurs quantiques sont aujourd’hui un domaine de recherche en plein essor. Ils promettent la résolution de problématiques très complexes qui ne peuvent être résolues par les ordinateurs classiques.

Mais ces ordinateurs sont encore loin d’être capables de prendre le relais de machines classiques. Étant conçus d’une manière totalement différente, ils sont très sensibles au bruit ambiant et à d’autres problèmes, tels que la décohérence. Ils nécessitent une correction d’erreur pour leur permettre d’effectuer des calculs précis.

« Le grand défi d’IBM notamment est de continuer à augmenter le nombre de qubits tout en améliorant la qualité. Mais pour l’instant, les 433 qubits actuels ne servent à rien, car chaque opération génère 2 % d’erreurs ! Il faut donc augmenter le nombre de qubits. Mais les options technologiques – comme relier des mini-ordinateurs quantiques entre eux – restent à être démontrées », souligne Olivier Ezratty, auteur spécialisé en technologies quantiques et qui connaît bien les projets d’IBM.

30 mètres de distance

L’informatique quantique se heurte encore à plusieurs défis, dont l’augmentation du nombre de qubits et la nécessité de les répartir dans différents systèmes de réfrigération. Différentes expérimentations ont démontré qu’il est possible de relier deux points quantiques proches l’un de l’autre.

En 2019, des chercheurs de l’Université de Princeton avaient démontré une communication entre deux qubits éloignés d’un demi-centimètre sur une puce en silicium. Au Japon, en 2022, une équipe du RIKEN Center for Emergent Matter Science a réussi à relier deux qubits physiquement distants.

Mais augmenter la distance semblait jusqu’à présent impossible. Une équipe de chercheurs de l’ETH Zürich a franchi récemment une étape majeure en démontrant qu’il est possible de relier des qubits à travers différents systèmes de réfrigération. Pour l’instant, la distance est de 30 mètres. Elle ne permet donc pas de relier des qubits répartis dans différents bâtiments.

« Notre expérience démontre que l’information quantique peut être transmise entre des circuits supraconducteurs logés dans des systèmes cryogéniques séparés par des dizaines de mètres, ce qui va au-delà de nos travaux antérieurs sur un système à l’échelle du mètre. Les systèmes cryogéniques interconnectés peuvent indiquer une voie vers la réalisation de systèmes de calcul quantique à plus grande échelle utilisant des réseaux locaux de micro-ondes quantiques, par exemple au sein d’un centre de calcul quantique », explique cette équipe.