Deux équipes de physiciens anglo-saxons sont parvenus à utiliser un photon "messager" pour transmettre une information cohérente d'un qubit (bit quantique) à un autre sur une distance de 20 mm, au moyen d'un microcâble d'aluminium supraconducteur, ouvrant la voie à une possible interaction sur une plus grande échelle, rapporte le magazine Nature du 26 septembre 2007 et NIST le 27 septembre 2007.
L'ordinateur quantique
En transmettant une information d'un "atome artificiel" à un autre par câble, ces chercheurs ont réalisé un pas important vers la construction d'un ordinateur quantique.
Contrairement aux "bits" ordinaires qui ne peuvent prendre que la valeur 0 ou 1, un "qubit" peut prendre ces deux valeurs simultanément car il obéit aux lois quantiques. En fait, le qubit opère dans un univers multidimensionnel, ce qui explique la puissance potentielle de l'ordinateur quantique.
Un ordinateur quantique équipé d'un processeur de N qubits permet de gérer 2^N informations différentes simultanément ! Il calcule donc N fois plus vite qu’un ordinateur classique puisqu’il est capable d’effectuer ces calculs en parallèle ! Le nombre de qubits augmente donc de manière exponentielle la puissance du travail en parallèle.
"Ce n'est pas la première fois que des scientifiques ont réussi à faire communiquer un "qubit" avec un autre, mais c'est la première fois qu'ils y sont parvenus sur une distance relativement grande, sur l'équivalent d'un microprocesseur", a déclaré à l'AFP Johannes Majer, qui a dirigé l'équipe de chercheurs de la Faculté d'ingénierie de l'Université de Yale.
De son côté, l'équipe du National Institute of Science and Technology (NIST) qui travaille depuis de nombreuses années sur le sujet a mis au point le microcâble, en fait une cavité de résonance, parvenant à y stocker les informations sous forme d'énergie microonde pendant 10 nanosecondes. "Nous avons testé un nouvel élément des systèmes informatiques quantiques", a déclaré le physicien Ray Simmonds du NIST. "C'est vraiment significatif car cela signifie que nous pouvons coupler d'autres qubits ensemble et transférer facilement de l'information entre eux en utilisant un simple élément".
En transmettant une information d'un "atome artificiel" à un autre par câble, ces chercheurs ont réalisé un pas important vers la construction d'un ordinateur quantique.
Contrairement aux "bits" ordinaires qui ne peuvent prendre que la valeur 0 ou 1, un "qubit" peut prendre ces deux valeurs simultanément car il obéit aux lois quantiques. En fait, le qubit opère dans un univers multidimensionnel, ce qui explique la puissance potentielle de l'ordinateur quantique.
Un ordinateur quantique équipé d'un processeur de N qubits permet de gérer 2^N informations différentes simultanément ! Il calcule donc N fois plus vite qu’un ordinateur classique puisqu’il est capable d’effectuer ces calculs en parallèle ! Le nombre de qubits augmente donc de manière exponentielle la puissance du travail en parallèle.
"Ce n'est pas la première fois que des scientifiques ont réussi à faire communiquer un "qubit" avec un autre, mais c'est la première fois qu'ils y sont parvenus sur une distance relativement grande, sur l'équivalent d'un microprocesseur", a déclaré à l'AFP Johannes Majer, qui a dirigé l'équipe de chercheurs de la Faculté d'ingénierie de l'Université de Yale.
De son côté, l'équipe du National Institute of Science and Technology (NIST) qui travaille depuis de nombreuses années sur le sujet a mis au point le microcâble, en fait une cavité de résonance, parvenant à y stocker les informations sous forme d'énergie microonde pendant 10 nanosecondes. "Nous avons testé un nouvel élément des systèmes informatiques quantiques", a déclaré le physicien Ray Simmonds du NIST. "C'est vraiment significatif car cela signifie que nous pouvons coupler d'autres qubits ensemble et transférer facilement de l'information entre eux en utilisant un simple élément".
"C'est un pas important vers la construction d'ordinateurs quantiques", a déclaré Raymond Laflamme, directeur de l'Institut de calcul quantique de l'Université de Waterloo au Canada.
La difficulté de l'opération réside dans le contrôle des photons qui se déplacent à la vitesse de la lumière et la gestion de la décohérence qui peut détruire le résultat. "Nous devons contrôler des signaux électriques correspondant à un seul photon", a expliqué Majer.
Un autre problème réside dans la température. Actuellement, pour isoler le système, le câble a dû être refroidi jusqu'à -273.13°C, pratiquement jusqu'au zéro absolu.
"Mais pour assembler un ordinateur quantique, il faudrait relier entre eux beaucoup plus de qubits, au moins des centaines voire des milliers", a expliqué Majer.
"Mais pour assembler un ordinateur quantique, il faudrait relier entre eux beaucoup plus de qubits, au moins des centaines voire des milliers", a expliqué Majer.
L'ordinateur de demain
Notons que les solutions les plus prometteuses s'orientent vers les semi-conducteurs (nanostructures, impuretés mono-atomiques dans un semi-conducteur, flux électroniques ou magnétiques circulant dans des supra-conducteurs, etc).
Un ordinateur quantique de 100 qubits serait capable de traiter l'équivalent de 10^19 bits d’information soit, en jargon informatique l’équivalent d’une puissance de 10000 Teraflops ! Avec 300 qubits on estime pouvoir simuler le Big Bang...
Notons que les solutions les plus prometteuses s'orientent vers les semi-conducteurs (nanostructures, impuretés mono-atomiques dans un semi-conducteur, flux électroniques ou magnétiques circulant dans des supra-conducteurs, etc).
Un ordinateur quantique de 100 qubits serait capable de traiter l'équivalent de 10^19 bits d’information soit, en jargon informatique l’équivalent d’une puissance de 10000 Teraflops ! Avec 300 qubits on estime pouvoir simuler le Big Bang...
Mais comme le démontre cette expérience de labo, nous sommes encore loin de l'ordinateur quantique fonctionnel capable de simuler des processus complexes, de décrypter des messages codés ou d'effectuer des calculs dans une feuille Excel.
N'espérez pas acheter votre premier ordinateur quantique dans la boutique du coin avant plusieurs générations. On en reparlera après 2050. Je serai peut-être encore là pour mettre cet article à jour !
Pour plus d'information, consultez l'article "Digital Cable Goes Quantum:NIST Debuts Superconducting Quantum Computing Cable" ainsi que l'article "Coherent quantum state storage and transfer between two phase qubits via a resonant cavity".
A propos de l'ordinateur quantique, consultez le livre "Un siècle de Physique: 1 - La Physique Quantique" publié aux éditions Aegeus (la 2e édition agrémentée de planches couleurs est en cours de réimpression).
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