Nouvel appareil inventé contrôle des milliers de qubits

Une équipe de scientifiques et d’ingénieurs de l’Université de Sydney et de Microsoft Corporation (MSFT ) ont uni leurs forces pour développer un nouveau dispositif qui a des implications importantes pour l’informatique quantique. Le circuit intégré unique peut fonctionner 40 fois plus froid que l’espace profond, et il est capable de contrôler les signaux pour des milliers de qubits, qui sont les briques fondamentales des ordinateurs quantiques.

Les résultats ont été publiés dans Nature Electronics.

Le professeur David Reilly est responsable de la conception du circuit. Il occupe un poste conjoint à l’Université de Sydney et à Microsoft.

“Pour réaliser le potentiel de l’informatique quantique, les machines devront fonctionner avec des milliers, voire des millions de qubits”, a déclaré le professeur Reilly.

“Les plus grands ordinateurs quantiques du monde fonctionnent actuellement avec seulement 50 qubits ou environ”, a-t-il poursuivi. “Cette petite échelle est en partie due aux limites de l’architecture physique qui contrôlent les qubits. Notre nouveau circuit met fin à ces limites.”

Systèmes quantiques

L’une des principales exigences d’un système quantique efficace est que les qubits fonctionnent à des températures proches de zéro, ou -273,15 degrés. La raison de cette exigence de température est que les qubits ne perdent pas leur caractère de matière ou de lumière, ce qui est requis par les ordinateurs quantiques pour exécuter des applications spécialisées.

L’une des raisons pour lesquelles les systèmes quantiques impliquent souvent de nombreux câbles est qu’ils fonctionnent sur la base d’instructions, qui prennent la forme de signaux électriques envoyés et reçus.

Le professeur Reilly est également le chercheur principal au Centre ARC pour les systèmes quantiques conçus (EQUS).

“Les machines actuelles créent un beau réseau de câbles pour contrôler les signaux ; ils ressemblent à un nid d’oiseau doré inversé ou à un lustre. Ils sont beaux, mais fondamentalement impraticables. Cela signifie que nous ne pouvons pas augmenter la taille des machines pour effectuer des calculs utiles. Il y a un véritable goulet d’étranglement entre les entrées et les sorties”, a déclaré le professeur Reilly.

Selon le Dr Kushal Das, ingénieur principal du matériel de Microsoft et co-inventeur du dispositif, “Notre appareil élimine tous ces câbles. Avec seulement deux câbles transportant des informations en entrée, il peut générer des signaux de contrôle pour des milliers de qubits. Cela change tout pour l’informatique quantique.”

Microsoft Quantum Laboratories

Le nouveau circuit a été inventé aux Microsoft Quantum Laboratories, qui se trouve à l’Université de Sydney. Le partenariat réunit les deux mondes différents pour élaborer des approches innovantes pour relever les défis d’ingénierie.

“Construire un ordinateur quantique est peut-être la tâche d’ingénierie la plus difficile du 21e siècle. Cela ne peut pas être réalisé en travaillant avec une petite équipe dans un laboratoire universitaire dans un seul pays, mais nécessite l’échelle offerte par un géant de la technologie mondiale comme Microsoft”, a déclaré le professeur Reilly.

“Grâce à notre partenariat avec Microsoft, nous n’avons pas seulement suggéré une architecture théorique pour surmonter le goulet d’étranglement entre les entrées et les sorties, nous l’avons construite.

“Nous l’avons démontré en concevant un circuit intégré personnalisé et en le couplant à un système quantique”, a-t-il déclaré. “Je suis confiant pour dire que c’est le circuit intégré le plus avancé jamais construit pour fonctionner à des températures cryogéniques profondes.”

Le circuit récemment développé pourrait jouer un rôle majeur dans l’avancement des ordinateurs quantiques, qui sont l’une des technologies les plus révolutionnaires à notre portée. Les ordinateurs quantiques sont extrêmement avancés dans leur capacité à résoudre des problèmes que les ordinateurs classiques ne peuvent pas résoudre, tels que ceux dans les domaines de la cryptographie, de la médecine, de l’IA et plus encore.