Des chercheurs de l’Université Simon Fraser viennent peut-être de sortir les ressorts photoniques qui accélèrent l’internet quantique. Dans un article publié dans La nature (s’ouvre dans un nouvel onglet), les chercheurs ont démontré une capacité émergente des qubits de silicium à produire un « lien photonique » entre eux. De plus, cette même capacité photonique peut être facilement intégrée à l’infrastructure de fibre optique existante qui transporte déjà des données sur une partie raisonnable (mais encore insuffisante) de la société. Cela ne manquera pas de fournir d’immenses économies sur le déploiement d’un Internet quantique – et comme nous le savons tous, le coût est (principalement) roi.
L’article des auteurs décrit des observations effectuées sur des types particuliers de qubits : les qubits à photon-spin « T-center », une sorte de qubit qui tire parti d’un défaut luminescent spécifique dans le silicium – plus précisément, InGaAs (arséniure d’indium et de gallium), également exploré dans les technologies de fabrication de CPU. Les qubits en silicium ont déjà montré des temps de cohérence remarquables – qui sont liés à la résistance des qubits aux interférences extérieures qui les feraient s’effondrer et perdraient leurs informations dans le processus, devenant inutilisables pour la charge de travail à accomplir.
Et avec des temps de cohérence plus fantastiques – et la facilité relative avec laquelle ces qubits « centre T » peuvent être liés – vient la capacité d’effectuer des calculs de plus en plus importants. Dans leur expérience, les chercheurs ont observé l’effet dans plus de 1 500 qubits du centre T, s’assurant qu’ils peuvent le reproduire – un indicateur sain de l’évolutivité potentielle de leur solution.
« Ce travail est la première mesure de centres T uniques isolés, et en fait, la première mesure d’un spin unique dans le silicium à être effectuée avec uniquement des mesures optiques », a déclaré Stephanie Simmons, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les technologies quantiques au silicium.
« Un émetteur comme le centre T qui combine des qubits de spin hautes performances et la génération de photons optiques est idéal pour créer des ordinateurs quantiques évolutifs et distribués, » elle a continué, « parce qu’ils peuvent gérer le traitement et les communications ensemble, plutôt que d’avoir à interfacer deux technologies quantiques différentes, une pour le traitement et une pour les communications. »
Certaines solutions qubit sur le marché utilisent déjà la photonique pour permettre la mise à l’échelle entre les unités de traitement quantique (QPU) individuelles – telles que les qubits à base de diamant de Quantum Brilliance. Cependant, d’autres ne possèdent pas naturellement la capacité d’envoyer des informations par photonique sans coupler un système complémentaire. Il ajoute à son tour une étape supplémentaire dans la chaîne d’information quantique, introduisant des variables dans une technologie suffisamment erratique pour toute variation de son environnement. Le coût de l’association des deux technologies est également un autre facteur à prendre en compte.
Les qubits à photon-spin « T Center », en revanche, émergent déjà d’un phénomène basé sur la lumière. De plus, ils émettent de la lumière à la même longueur d’onde que les équipements de communication par fibre optique et de réseau de télécommunications d’aujourd’hui, tout en conservant une fidélité > 99 %.
« Avec les centres T, vous pouvez créer des processeurs quantiques qui communiquent de manière inhérente avec d’autres processeurs », dit Simmons. « Lorsque votre qubit de silicium peut communiquer en émettant des photons (lumière) dans la même bande utilisée dans les centres de données et les réseaux de fibre, vous bénéficiez des mêmes avantages pour connecter les millions de qubits nécessaires à l’informatique quantique. »
Il existe un autre avantage inhérent aux qubits à base de silicium : la fabricabilité. L’industrie technologique fabrique des transistors à base de silicium depuis des décennies déjà, et nous atteignons maintenant le point où même la fabrication de silicium doit tenir compte des effets quantiques. En conséquence, les industries quantique et du silicium pourraient converger et apporter des avantages d’échelle – et surtout, de coût – vers un secteur qui devrait valoir 4531,04 milliards de dollars d’ici 2030.
« En trouvant un moyen de créer l’informatique quantique processeurs dans siliciumvous pouvez profiter de toutes les années de développement, de connaissances et d’infrastructures utilisées pour fabriquer des ordinateurs conventionnels, plutôt que de créer une toute nouvelle industrie pour la fabrication quantique », Simmons a conclu. « Cela représente un avantage concurrentiel presque insurmontable dans la course internationale à l’ordinateur quantique. »
Et en effet, cela peut très bien être le cas.