IBM progresse vers l'ordinateur quantique du futur

Les chercheurs d’IBM ont établi un nouveau record : le plus long temps de décohérence dans un circuit d’ordinateur quantique. L'exploit n'est pas mince : si un jour ce temps s’allonge suffisamment pour un nombre de « qubits » assez grand, une nouvelle ère technologique s’ouvrira.

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Les bits d’information des ordinateurs classiques sont simplement des nombres binaires que l’on peut manipuler selon des principes en partie établis par les travaux d’Alan Turing. Mais avec des qubits d’informations, des états de machine qui sont des superpositions de « 0 » et de « 1 », des calculs en parallèle d’une très grande puissance et d’une très grande rapidité deviennent possibles, brisant les limites physiques des ordinateurs basées sur les lois de la physique classique. Avec une telle information quantique, 250 qubits suffiraient pour faire des calculs nécessitant d’enregistrer un bit d’information classique par atome présent dans l’univers observable.

L’un des tout premiers chercheurs qui a exploré les possibilités offertes par des ordinateurs quantiques fut le prix Nobel de physique Richard Feynman.

La cavité micro-onde en cuivre ouverte avec, en noir sur une surface translucide, le circuit supraconducteur portant un qubit. Un inch (pouce) vaut 2,54 cm. © IBM Research

On a déjà réalisé des ordinateurs quantiques mais leur puissance reste très faible car n’importe quelle calculatrice programmable des années 1970 les battrait aisément. Pour réellement concurrencer des machines comme le Curie, le supercalculateur de Bull à 2 pétaflops, il faut un assez grand nombre de qubits.

Des qubits avec jonctions Josephson supraconductrices

Malheureusement, cela veut dire qu’il faut exorciser le démon de la décohérence dont on sait qu’il intervient pour résoudre le paradoxe du chat de Schrödinger.

IBM vient d'annoncer que ses ingénieurs avaient réussi à défier le démon et à le battre partiellement en utilisant, entre autres, un dispositif exploitant le phénomène de la supraconductivité.

La porte logique quantique utilisée dans le circuit supraconducteur 2D des chercheurs d'IBM. © IBM Research

Une jonction Josephson a ainsi été suspendue dans une cavité micro-onde et ce circuit supraconducteur qualifié de 3D a permis d’atteindre un temps de résistance à la décohérence de 100 microsecondes, ce qui améliore les résultats précédemment obtenus d’un facteur de 2 à 4 selon les chercheurs d’IBM.

Un autre dispositif supraconducteur, qualifié lui de 2D, a été réalisé avec une puce et le temps de résistance à la décohérence a été cette fois de 10 microsecondes.

Ces éléments n'ont pas été choisis au hasard car ils devraient pouvoir être multipliés à grande échelle dans le futur. Si notre conscience s'explique en information quantique, peut-être, d'ici quelques dizaines d'années, l'équivalent de la puce synaptique d'IBM (devenue quantique) permettra-t-elle de réaliser le rêve d'Alan Turing, à savoir la conscience artificielle.

Toutefois, pour beaucoup, exorciser définitivement le démon de la décohérence quantique tiendrait du miracle. On verra bien... peut-être vers 2045.

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