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Pour la première fois, des puces d’ordinateurs quantiques ont été utilisées à une température supérieure à -272°C, soit 1 kelvin. Cela peut sembler encore très froid, mais il fait juste assez chaud pour permettre un énorme bond en avant dans les capacités de ces futurs ordinateurs.

Des puces d’ordinateurs quantiques 

Les ordinateurs quantiques sont constitués de bits quantiques, ou qubits, qui peuvent être fabriqués de différentes manières. L’une d’entre elles, qui retient l’attention de certains des plus grands acteurs de ce secteur, consiste à placer des électrons sur une puce de silicium.

Ces systèmes ne fonctionnent qu’à des températures extrêmement basses (moins de 100 millikelvins, soit -273,05 °C), si bien que les qubits doivent être stockés dans de puissants réfrigérateurs. L’électronique qui les alimente ne fonctionne pas à des températures aussi basses, et émet également de la chaleur qui pourrait perturber ces qubits. C’est pourquoi ils sont généralement stockés à l’extérieur des réfrigérateurs, chaque qubit étant relié par un fil à son contrôleur électronique.

« À terme, pour que l’informatique quantique soit utile, nous devrons passer à environ un million de qubits, et cette sorte de méthode de force brute, avec un fil par qubit, ne fonctionnera plus », déclare Menno Veldhorst de QuTech aux Pays-Bas. « Cela fonctionne pour deux qubits, mais pas pour un million. »

Des températures élevées

Veldhorst et ses collègues, ainsi qu’une autre équipe dirigée par des chercheurs de l’université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie, ont maintenant démontré que ces qubits peuvent être utilisés à des températures plus élevées. Cette dernière équipe a montré qu’ils étaient capables de contrôler l’état de deux qubits sur une puce à des températures allant jusqu’à 1,5 kelvin. Le groupe de Veldhorst a utilisé deux qubits à 1,1 kelvin dans ce qu’on appelle une porte logique, qui effectue les opérations de base qui composent des calculs plus complexes.

Maintenant que nous savons que les qubits peuvent fonctionner à des températures plus élevées, l’étape suivante consiste à intégrer l’électronique sur la même puce. « J’espère qu’une fois que nous aurons ce circuit, il ne sera pas trop difficile de le mettre à l’échelle pour obtenir quelque chose avec des applications pratiques », explique M. Veldhorst.

Des circuits quantiques facilement mis à l’échelle

Ces circuits quantiques seront semblables aux circuits que nous utilisons pour les ordinateurs traditionnels, de sorte qu’ils peuvent être mis à l’échelle relativement facilement par rapport à d’autres types d’ordinateurs quantiques, dit-il.

Cette recherche a été publiée en deux parties dans Nature : ici et ici.

Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay