Voici pourquoi Majorana 1, la nouvelle puce quantique de Microsoft, est révolutionnaire

Si la course à l’IA et la course à l’espace font fréquemment la une des médias, il existe un autre domaine dans lequel les grandes entreprises s’affrontent avec ferveur : la course à la technologie quantique. Dans cette bataille, Microsoft semble avoir remporté une manche avec une puce quantique qui utilise un nouvel état de la matière pour fonctionner.

La puce quantique : qu’est-ce que c’est ?

À titre de rappel, une puce informatique quantique sert de processeur aux ordinateurs quantiques. Ces puces quantiques contiennent des bits quantiques, ou « qubits », et elles ont la particularité de pouvoir représenter à la fois 0 et 1 simultanément grâce aux principes de superposition. Actuellement, les puces quantiques et les ordinateurs qu’elles alimentent sont en passe de devenir des outils exceptionnellement puissants pour résoudre certains types de problèmes, comme la simulation de molécules pour la découverte de médicaments, l’optimisation de systèmes complexes ou le décryptage.

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Cependant, le développement de cette technologie fait encore face à certaines limites techniques. Pour cette raison, de nombreux experts affirment qu’il faudrait encore attendre plusieurs années, voire plusieurs décennies, pour avoir accès à une technologie quantique pleinement exploitable. Cela n’empêche pas les grandes enseignes technologiques de se lancer dans une course effrénée dans ce domaine. Dans cette course, Microsoft a récemment annoncé avoir développé une puce quantique qui devrait révolutionner tout le secteur de l’informatique quantique.

La multinationale américaine a dévoilé sa nouvelle puce quantique, Majorana 1. Dans un communiqué officiel, Microsoft a affirmé que cette nouvelle puce d’ordinateur quantique suffisamment petite pour tenir dans la main pourrait résoudre des problèmes que les supercalculateurs les plus puissants d’aujourd’hui mettraient des milliers d’années à résoudre. Mais ce n’est pas ce qui est le plus impressionnant au sujet de cette puce quantique. La particularité qui rend la Majorana 1 si spéciale serait liée au fait que cette puce quantique fonctionne grâce à un nouvel état de la matière.

La technologie derrière la puce Majorana 1

Pour comprendre cela, il faut savoir qu’en plus des états fondamentaux de la matière – solide, liquide et gazeux –, il en existe d’autres comme le plasma et le condensat de Bose-Einstein. Chacun de ces états de la matière possède ses propres propriétés définies par le comportement des atomes qui le composent. Le nouvel état de la matière que Microsoft affirme avoir utilisé est l’état topologique. En physique, cet état de la matière décrit un état ou une phase de la matière qui apparaît en mécanique quantique. Si cet état de la matière est théorisé depuis longtemps, il n’a jamais été observé dans la réalité.

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Il semblerait cependant que Microsoft ait réussi cet exploit en focalisant ses recherches quantiques sur un fermion qui est sa propre antiparticule : la particule de Majorana. L’année dernière, le géant de la technologie a annoncé avoir observé ce fermion pour la première fois. Et maintenant, l’entreprise a annoncé avoir réussi à la contrôler et à utiliser ses propriétés pour construire un topoconducteur, un nouveau type de semi-conducteur qui fonctionne également comme un supraconducteur. Cette avancée a ensuite été utilisée pour constituer l’architecture topologique des qubits de la puce Majorana 1.

Côté technique, Majorana 1 a été fabriquée en combinant l’arséniure d’indium (un semi-conducteur) avec l’aluminium (un supraconducteur) disposé en forme de H, chacun contenant quatre particules de Majorana contrôlables pour former un seul qubit. Ce mélange a permis de créer un état de supraconductivité topologique, où la résistance électrique tombe à zéro d’une manière qui préserve l’information quantique. Grâce à cette propriété, la puce Majorana 1 promet d’être plus robuste que n’importe quelle autre puce quantique qui existe actuellement.

Cette avancée dans l’informatique quantique promet des qubits topologiques stables capables de contenir des informations quantiques en toute sécurité, réduisant ainsi les erreurs dans les calculs quantiques. Cette découverte a fait l’objet d’une étude publiée dans la revue Nature. Par ailleurs, l’ordinateur quantique de Google exécute instantanément une tâche qui prendrait normalement 47 ans.

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