Un grand bond en avant pour l’informatique quantique. La première puce quantique a été créée
C’est l’un des travaux les plus importants pour l’informatique quantique.
Des experts australiens ont créé le premier circuit informatique quantique au monde. Il contient tous les éléments de base que l’on trouve sur une puce informatique traditionnelle, mais à une échelle quantique minuscule.
“C’est la découverte la plus excitante de ma carrière.” elle a dit au magazine Alerte scientifique Michelle Simmons, physicienne quantique, fondatrice de Silicon Quantum Computing et directrice du Centre d’excellence pour l’informatique quantique et les technologies de communication à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud, Sydney.
Simmons a mené des recherches, sur lesquelles son équipe a travaillé pendant neuf ans et que les scientifiques décrivent dans une prestigieuse revue scientifique La nature.
La base d’un ordinateur normal et les plus petites unités de données sont des bits. L’ordinateur effectue des opérations avec eux. Chaque bit transporte des informations et peut être à l’état zéro ou un. Dans un ordinateur quantique, les unités de base sont les qubits (bits quantiques). Quibité ils peuvent être dans plusieurs états à la foisleur valeur peut être à la fois 0 et 1, déterminée par la fonction de probabilité. Par conséquent, les ordinateurs quantiques sont capables de calculer certaines tâches plusieurs fois plus rapidement que les ordinateurs classiques.
Graphique tridimensionnel montrant le calcul quantique à l’aide de qubits. Contrairement aux qubits, il y a “on” (1) ou “off” (0) en même temps dans les deux états. Les pointes des cônes représentent les états extrêmes 1 et 0. Les molécules en reviennent, perdant ainsi leur information d’origine. C’est ce qu’on appelle la décohérence computationnelle quantique. | la source:
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Neuf ans d’essais et d’erreurs
L’équipe, qui a développé le premier transistor quantique en 2012, a assemblé sa puce, plus précisément le circuit, à l’aide de points quantiques. Ce sont de petites particules, d’une taille maximale de quelques dizaines de nanomètres, que l’on peut qualifier de “prison pour les électrons”.
Les électrons qui y sont piégés ont des propriétés quantiques uniques – pour la puce quantique, il suffisait de les aveugler ensemble.
À l’aide d’un microscope à effet tunnel, les chercheurs ont placé des points quantiques à moins de nanomètresde sorte que les électrons liés sautent le long de la chaîne de carbones monovalents et divalents dans la molécule de polymère.
Par essais et erreurs, les auteurs ont découvert combien d’atomes devaient se trouver dans chaque point quantique et à quelle distance les points individuels devaient être les uns des autres – le tout afin de placer de minuscules points dans une puce de silicium miniature dans un arrangement précis.
Si les points quantiques étaient trop éloignés, le circuit ne se comportait pas comme un circuit – et s’ils étaient à nouveau trop proches, le circuit commençait à se comporter de manière chaotique. Un seul atome aléatoire passant d’un point à un autre de manière non planifiée a introduit une quantité indésirable d’énergie dans l’ensemble du processus.
La puce quantique résultante contenait 10 points quantiques, dont chacun consistait en un petit nombre d’atomes de phosphore.
Et à qui profiterez-vous, hein ?
Pour l’instant, ce n’était qu’une démonstration qu’une telle structure est possible. Mais un jour, cela peut apporter de grandes choses.
Les ordinateurs quantiques ne sont pas destinés à remplacer les ordinateurs au silicium actuels, mais à simuler des phénomènes chimiques et physiques.
Cela peut s’expliquer par la molécule de pénicilline. Un ordinateur classique simulerait une molécule de pénicilline avec 41 atomes besoin de 10 ^ 86 transistors – le chiffre 10 suivi de 86 zéros. C’est plus de transistors qu’il n’y a d’atomes dans l’univers observable.
Un ordinateur quantique suffirait pour la même opération avec un processeur de seulement 286 qubits. Des simulations plus détaillées et moins chères non seulement de phénomènes chimiques et physiques, mais aussi le développement de nouveaux médicaments, d’engrais ou la possibilité de développer la photosynthèse artificielle – ce sont toutes des applications pour lesquelles les ordinateurs quantiques sont nés.
Grâce à des chercheurs australiens, nous nous sommes un peu rapprochés d’eux.
