Les scientifiques de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) à Sydney, en Australie, ont réalisé une percée technologique qui peut conduire à la création d’ordinateurs quantiques en 10 ans ou moins, selon les estimations des auteurs d’une nouvelle étude dans ce domaine publiée dans Science Advances.

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Appelée « la partie manquante du puzzle », la nouvelle technique libère de l’espace et réduit considérablement la chaleur générée par le contrôle qubit — l’unité de base de l’informatique quantique — ce qui permet d’utiliser davantage d’entre eux à proximité et d’augmenter le degré de complexité informatique.

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Les ordinateurs quantiques à usage général peuvent atteindre le marché en moins de 10 ans grâce à la nouvelle technique de gestion de la température et aux champs magnétiques découverts par les scientifiques. Ci-dessus, un ordinateur quantique System One d’IBM. Image : Boykov/Shutterstock

L’un des plus grands problèmes de l’informatique quantique est précisément l’utilisation de câbles proches des qubits, ce qui est nécessaire pour maintenir le contrôle magnétique des unités. Cela vous permet de contrôler seulement quelques qubits lorsque la commande magnétique se dégrade au fur et à mesure que les distances augmentent. Si vous souhaitez augmenter le volume de qubits, vous avez besoin d’un câblage plus grand, ce qui prend plus de place et génère plus de chaleur. Et comme les qubits doivent fonctionner à des températures inférieures à -270 ºC (Celsius), c’est un très gros problème.

C’est là que le Dr Jarryd Pla, de la School of Electrical and Telecommunications Engineering de l’UNSW, intervient. Lui et son équipe ont créé une méthode qui élimine le besoin de fils, qui se convertit en plus d’espace disponible pour ajouter des qubits tout en maintenant la température à l’intérieur de ce qui est nécessaire à cette méthode de travail.

« Tout d’abord, nous avons retiré les fils près des qubits et créé une nouvelle façon de délivrer des champs de contrôle magnétiques sur l’ensemble du système à micro-ondes. Au début, nous serions en mesure de le faire, en théorie, avec jusqu’à quatre millions de qubits », a déclaré le Dr Pla. La nouvelle méthode consiste en un dispositif appelé « résonateur diélectrique », essentiellement un prisme qui se concentre sur les fréquences hyperfréquences dans un espace inférieur à un millimètre.

« Avec le résonateur, nous avons maintenant une conversion hyperfréquences plus efficace qui contrôle la rotation de tous les qubits sur la puce », explique l’expert. « Il y a deux innovations : la première est que nous n’avons pas à consacrer autant d’énergie pour avoir une direction qubit puissante, ce qui signifie que nous ne générons pas beaucoup de chaleur. La seconde est que le champ est uniforme dans toute la puce de silicone, de sorte que des millions de qubits ont le même niveau de contrôle. »

Après avoir conceptualisé le modèle, le Dr Pla et son équipe ont cherché le professeur Andrew Dzurak, également de l’USNW, afin de mettre la théorie en pratique. « Nous étions très enthousiastes lorsque le et il y a longtemps, car c’était le principal obstacle à la construction d’un ordinateur quantique complet. »

Avec cette découverte, les scientifiques estiment que la création de processeurs quantiques pouvant être utilisés commercialement pour résoudre des problèmes complexes sera possible dans moins de 10 ans. Après cela, les transformateurs peuvent aller de l’avant au point d’acquérir la capacité d’analyser des modèles problématiques à l’échelle mondiale, tels que la création de nouveaux vaccins ou la résolution du réchauffement climatique.

Les scientifiques reconnaissent cependant qu’il reste d’autres défis à surmonter avant cela : « Nous avons encore des obstacles techniques à résoudre avant que des processeurs avec un million de qubits puissent être réalisés, mais nous avons enfin un moyen de les contrôler », a déclaré le Dr Pla.