Informatique atomique
Aujourd’hui, une startup appelée Atom Computing a annoncé qu’elle avait effectué des tests internes sur un ordinateur quantique de 1 180 qubits et qu’elle le mettrait à la disposition de ses clients l’année prochaine. Le système représente une avancée majeure pour l’entreprise, qui n’avait construit auparavant qu’un seul système basé sur des qubits d’atomes neutres, un système qui fonctionnait avec seulement 100 qubits.
Le taux d’erreur pour les opérations de qubits individuelles est suffisamment élevé pour qu’il ne soit pas possible d’exécuter un algorithme qui s’appuie sur le nombre total de qubits sans qu’il échoue en raison d’une erreur. Mais cela confirme les affirmations de l’entreprise selon lesquelles sa technologie peut évoluer rapidement et fournit un banc d’essai pour les travaux sur la correction des erreurs quantiques. Et, pour les algorithmes plus petits, la société affirme qu’elle exécutera simplement plusieurs instances en parallèle pour augmenter les chances de renvoyer la bonne réponse.
Calculer avec des atomes
Atom Computing, comme son nom l’indique, a choisi les atomes neutres comme qubit de choix (il existe d’autres sociétés qui travaillent avec des ions). Ces systèmes s’appuient sur un ensemble de lasers qui créent une série d’emplacements énergétiquement favorables aux atomes. Laissés à eux-mêmes, les atomes auront tendance à tomber dans ces endroits et à y rester jusqu’à ce qu’un atome de gaz égaré les heurte et les assomme.
Étant donné que les emplacements des atomes sont définis par la configuration des lasers, il est possible de les adresser individuellement. L’information quantique est stockée dans le spin nucléaire, qui est relativement imperméable à l’environnement. Alors que d’autres types de qubits ont des durées de vie de cohérence qui ne représentent qu’une fraction de seconde, les atomes neutres conservent souvent leur état pendant des dizaines de secondes. Étant donné que le spin nucléaire n’interagit pas facilement avec l’environnement, il est possible de regrouper les atomes les uns dans les autres, permettant ainsi un système relativement dense.
Il est cependant possible de manipuler les atomes pour qu’ils puissent interagir et s’emmêler. Cela fonctionne grâce à ce qu’on appelle un blocus de Rydberg, qui interdit les interactions à moins que deux atomes ne soient à une distance définie et soient tous deux dans l’état de Rydberg, dans lequel leurs électrons les plus externes ne sont que faiblement liés et orbitent à une grande distance du noyau. En plaçant les bonnes paires d’atomes dans l’état de Rydberg (ce qui peut également être réalisé avec des lasers), il est possible de les intriguer. Et comme les lasers permettent de contrôler la localisation d’atomes individuels, il est possible d’en emmêler deux.
Étant donné que ce système permet aux atomes d’être regroupés de manière relativement serrée, Atom Computing affirme que le système est bien placé pour évoluer rapidement. Contrairement à des systèmes tels que les transmons, où de petites différences dans la fabrication des dispositifs conduisent à des qubits présentant de légères variations de performances, chaque atome piégé est assuré de se comporter de la même manière. Et comme les atomes ne s’engagent pas dans des interférences à moins d’être manipulés, il est possible d’en regrouper un grand nombre dans un espace relativement petit.
Selon les dirigeants de l’entreprise, ces deux facteurs signifient que les atomes neutres sont bien placés pour atteindre un grand nombre de qubits. Son système d’origine, mis en ligne en 2021, était une grille d’atomes 10×10 (bien que des arrangements tridimensionnels soient également possibles). Et lorsqu’ils ont parlé à Ars il y a un an, ils ont mentionné qu’ils espéraient faire évoluer leur système de nouvelle génération d’un ordre de grandeur, même s’ils n’ont pas précisé quand ils s’attendaient à ce qu’il soit prêt.