Le processeur quantique d’IQM bat un record de stabilité

L’informatique quantique est depuis longtemps une technologie en devenir, promettant de révolutionner la façon dont nous résolvons des problèmes complexes dans divers domaines. Cependant, une des plus grandes difficultés reste la gestion des erreurs et la stabilité des qubits, les unités fondamentales de l’information quantique. Récemment, la société IQM Quantum Computers a franchi une étape décisive en annonçant qu’un de ses prototypes de processeur quantique avait atteint une fidélité record de 99,9 % des qubits. 

Fidélité et stabilité

L’une des mesures les plus importantes dans les systèmes quantiques est la fidélité des qubits, c’est-à-dire la précision avec laquelle les qubits interagissent entre eux lors de calculs. Dans le prototype d’IQM, la fidélité des opérations de porte à deux qubits a atteint 99,9 %, un record absolu pour l’entreprise, surpassant le précédent taux de 99,8 % établi quelques mois plus tôt. Cette fidélité est cruciale car elle permet de minimiser les erreurs qui se produisent lors des calculs, rendant ainsi l’ensemble du système plus fiable.

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En parallèle, IQM a également amélioré la stabilité des qubits, ce qui est mesuré par le temps pendant lequel un qubit peut conserver son état avant de retourner à son état d’origine. Ce facteur, connu sous le nom de « cohérence quantique », est essentiel pour garantir que l’information soit maintenue suffisamment longtemps pour effectuer des calculs complexes. 

Pour évaluer cette cohérence, deux mesures sont utilisées : le temps de relaxation (T1), qui représente la durée pendant laquelle un qubit reste dans son état excité, et le temps de déphasage (T2), qui mesure combien de temps un qubit reste en synchronisation avec d’autres qubits. IQM a atteint un T1 de 0,964 milliseconde, avec une variation possible de 0,092 milliseconde et un T2 de 1,155 milliseconde, avec une variation de 0,188 milliseconde, des résultats considérablement plus longs que les standards actuels dans l’industrie.

Prototype quantum processor boasts record 99.9% qubit fidelity https://t.co/TjvdTfCDkm

— Live Science (@LiveScience) September 3, 2024

Comprendre l’intrication et les portes quantiques

Les portes quantiques sont les composants de base des circuits quantiques, jouant un rôle similaire aux portes logiques dans les ordinateurs classiques. Cependant, dans le domaine quantique, ces portes doivent gérer des qubits, qui ne se comportent pas comme les bits binaires classiques. 

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L’intrication quantique est un concept clé ici, où deux qubits sont reliés de manière à ce que l’état de l’un influence directement l’état de l’autre, peu importe la distance qui les sépare. Ce phénomène, que le célèbre physicien Albert Einstein qualifiait de « spooky action at a distance » (action étrange à distance), est une caractéristique essentielle qui permet aux ordinateurs quantiques de réaliser des calculs bien plus complexes que leurs homologues classiques.

Dans ce contexte, une haute fidélité dans les portes à deux qubits est nécessaire pour générer ces états intriqués, condition indispensable pour réaliser des calculs quantiques complexes. Le fait qu’IQM ait réussi à atteindre une fidélité record dans ces portes souligne leur avancée vers la réalisation de processeurs quantiques plus stables et performants.

Vers un futur de l’informatique quantique tolérante aux pannes

L’objectif ultime de ces avancées est la création d’une informatique quantique tolérante aux pannes. Dans un tel système, les erreurs qui surviennent lors des calculs se corrigent automatiquement, rendant la machine beaucoup plus fiable et adaptée à une utilisation pratique. Avec des taux de fidélité et de cohérence aussi élevés, IQM se rapproche de cet idéal.

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Bien que ces temps de cohérence d’une milliseconde puissent paraître courts en comparaison des standards classiques, ils représentent un bond en avant dans l’informatique quantique. À titre de comparaison, le processeur Eagle d’IBM, qui dispose de 127 qubits, atteint un temps de cohérence d’un peu plus de 400 microsecondes, ce qui montre l’importance des résultats obtenus par IQM. 

Avec cette nouvelle technologie, IQM pourrait bientôt repousser les limites actuelles de l’informatique quantique et rendre cette technologie accessible à de nombreux domaines. Les chercheurs de l’entreprise envisagent déjà des applications dans divers secteurs. Actuellement, le processeur le plus puissant d’IQM dispose de 20 qubits, mais les récents progrès laissent entrevoir la possibilité de créer des machines beaucoup plus puissantes à l’avenir. Par ailleurs, l’ordinateur quantique de Google exécute instantanément une tâche qui prendrait normalement 47 ans.