Les ordinateurs quantum à atomes neutres promettent des solutions à de nombreux problèmes que les appareils d'aujourd'hui, mais la technologie est toujours naissante.Des percées récentes dans la capacité de contrôler et de programmer ces appareils suggèrent qu'ils peuvent approcher les heures de grande écoute.
La technologie quantique la plus développée aujourd'hui repose sur des qubits supraconducteurs, qui alimentent les processeurs IBM et Google.Mais alors que ces appareils ont été utilisés pour démontrer la suprématie quantique et construire le plus grand ordinateur quantique universel à ce jour, ils ont certaines limites.
Pour commencer, ils doivent être réfrigérés à proximité de Zero absolu, ce qui nécessite un équipement cryogénique volumineux et coûteux.Leurs états quantiques sont également très fragiles, qui ne duraient généralement que des microsecondes, et ils ne peuvent interagir directement avec leurs voisins les plus proches, ce qui limite la complexité des circuits qu'ils peuvent mettre en œuvre.
Les ordinateurs quantiques à atomes neutres contournent ces problèmes.Ils sont construits à partir d'un éventail d'atomes individuels qui sont réfrigérés à des températures ultra-bas en leur tirant des lasers.Le reste de l'appareil n'a pas besoin de refroidissement et les atomes individuels peuvent être disposés à part les micromètres, ce qui rend l'ensemble du système incroyablement compact.
Les informations quantiques sont codées en états atomiques à faible énergie qui sont très stables, donc ces qubits sont beaucoup plus longs que les personnes supraconductrices.Cette stabilité rend également difficile l'interaction des Qubits, ce qui rend plus difficile la création d'enchevêtrements, qui sont au cœur de la plupart des algorithmes quantiques.Mais ces atomes neutres peuvent être placés dans un état très excité, appelé État de Rydberg, en tirant des impulsions laser, qui peuvent être utilisées pour les enchevêtrer les unes avec les autres.
Malgré ces caractéristiques prometteuses, la technologie a jusqu'à présent été principalement utilisée pour les simulateurs quantiques qui aident à comprendre les processus quantiques mais ne sont pas en mesure de mettre en œuvre des algorithmes quantiques. Now though, two studies in Nature, led by researchers from quantum computing companies QuEra and ColdQuanta, have shown that the technology can be used to implement multi-qubit circuits.
Les deux groupes s'attaquent au problème de manière légèrement différente.L'équipe Quera adopte une nouvelle approche de la connectivité dans son appareil en utilisant des faisceaux laser étroitement axés, appelés pincettes optiques, pour déplacer physiquement leurs qubits autour.Cela leur permet de les enchevêtrer avec des qubits éloignés plutôt que de se limiter à ceux qui sont les plus proches de.L'équipe Coldquanta, en revanche, a empêché ses qubits en excitant simultanément deux d'entre eux dans un État de Rydberg.
Les deux groupes ont pu mettre en œuvre des circuits multi-qubit complexes.Et comme Hannah Williams de l'Université de Durham au Royaume-Uni dans un commentaire d'accompagnement, les deux approches sont complémentaires.
Merger physiquement les qubits, il y a de longues lacunes entre les opérations, mais la connectivité flexible permet de créer des circuits beaucoup plus complexes.L'approche Coldquanta, cependant, est beaucoup plus rapide et peut exécuter plusieurs opérations en parallèle.«Une combinaison des techniques présentées par ces deux groupes conduirait à une plate-forme robuste et polyvalente pour l'informatique quantique», écrit Williams.
Une multitude d'améliorations sont requises avant que cela ne se produise, cependant, selon Williams, de Better Gate Fidelités (à quel point vous êtes en mesure de configurer la bonne opération) à des formes de faisceau laser optimisées et des lasers plus puissants.
Les deux sociétés semblent confiantes que cela ne prendra pas longtemps, cependant.Quera a déjà dévoilé un simulateur quantique de 256 atomes l'année dernière et, selon leur site Web, un ordinateur quantique de 64 qubit «arrive bientôt.”Coldquanta est plus spécifique, avec une promesse que son ordinateur Hilbert de 100 quits sera disponible cette année.
À quelle vitesse les atomes neutres peuvent rattraper les technologies de pointe comme les qubits supraconduants et les ions piégés restent à voir, mais il semble qu'un nouveau concurrent prometteur soit entré dans la course quantique.
Crédit d'image: Shahadat Rahman sur Unsplash
