Des ordinateurs quantiques plus gros, plus rapides : cette nouvelle idée pourrait être la voie la plus rapide vers des applications du monde réel

Rigetti a lancé le dispositif multi-puces avec l’objectif d’atteindre 80 qubits plus tard cette année, contre 31 qubits actuellement pris en charge par le processeur Aspen de la société.

Image : Informatique Rigetti

Découvrir comment emballer autant de qubits de haute qualité que possible sur un seul processeur quantique est un défi qui fait toujours perdre la tête à la plupart des chercheurs – mais maintenant, la startup quantique Rigetti Computing a proposé une approche radicalement nouvelle du problème.

Au lieu de se concentrer sur l’augmentation de la taille d’un seul processeur quantique, Rigetti a relié plusieurs puces plus petites ensemble pour créer, à la place, un processeur modulaire qui a toujours un nombre global de qubits plus élevé.

Décrivant la technologie comme le « premier processeur quantique multipuce au monde », la société a lancé l’appareil avec l’objectif d’atteindre 80 qubits plus tard cette année, contre 31 qubits actuellement pris en charge par son processeur Aspen.

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À ce moment-là, le nouveau système quantique sera disponible pour les clients de Rigetti sur la plate-forme Quantum Cloud Services de l’entreprise.

“Nous avons développé une approche fondamentalement nouvelle pour faire évoluer les ordinateurs quantiques”, a déclaré Chad Rigetti, fondateur de Rigetti Computing. “Nos innovations exclusives dans la conception et la fabrication de puces ont ouvert ce que nous pensons être le chemin le plus rapide pour construire les systèmes nécessaires pour exécuter des applications pratiques et corriger les erreurs.”

Comme IBM et Google, les systèmes quantiques de Rigetti sont basés sur des qubits supraconducteurs, qui sont montés en matrices sur un processeur où ils sont couplés et contrôlés grâce à des impulsions micro-ondes. Les qubits sont également connectés à un résonateur et au câblage associé, ce qui permet au système d’encoder, de manipuler et de lire des informations quantiques.

Les qubits sont dotés de propriétés quantiques spéciales qui devraient conférer aux ordinateurs quantiques une puissance de calcul sans précédent. Mais pour que cela se produise, les processeurs devront emballer un nombre important de qubits – bien plus qu’ils ne le font actuellement.

Pour que les ordinateurs quantiques commencent à générer de la valeur très tôt, les experts prévoient qu’au moins 1 000 qubits seront nécessaires ; et un million de qubits est souvent cité comme seuil pour les applications les plus utiles. En revanche, les processeurs quantiques les plus puissants prennent actuellement en charge moins de 100 qubits.

Augmenter le nombre de qubits sur un seul processeur est cependant difficile. Cela est principalement dû à la fragilité des qubits, qui doivent être conservés dans des environnements ultra-protégés plus froids que l’espace pour s’assurer qu’ils restent dans leur état quantique. Plus de qubits sur une puce signifie donc inévitablement plus de potentiel d’échec et des rendements de fabrication plus faibles.

Au lieu de cela, Rigetti propose de connecter plusieurs processeurs identiques, tels que ceux que la société est déjà capable de fabriquer de manière fiable, dans un processeur quantique à grande échelle.

« Cette approche modulaire réduit de manière exponentielle la complexité de fabrication et permet une mise à l’échelle accélérée et prévisible », a déclaré la société.

Selon Rigetti, cela permettra également aux futurs systèmes d’évoluer de manière multiplicative, car les puces individuelles augmentent leur nombre de qubits, et les nouvelles technologies permettent de connecter davantage de ces puces à des processeurs plus grands.

L’échelle étant une priorité absolue pour pratiquement toutes les organisations de l’écosystème quantique, le nouveau lancement de Rigetti pourrait bien donner à la startup un avantage concurrentiel, même dans un secteur peuplé de géants de la technologie comme Google, IBM, Microsoft et Amazon.

IBM a récemment dévoilé une feuille de route pour son matériel quantique qui vise à construire un appareil de 1 121 qubits pour une sortie en 2023.

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Et de plus petits acteurs émergent maintenant, souvent dans le but d’explorer des alternatives aux qubits supraconducteurs qui pourraient permettre aux ordinateurs quantiques de croître plus rapidement. La start-up britannique Quantum Motion, par exemple, a récemment publié le résultat d’une expérience avec des qubits sur des puces de silicium.

“Il y a une course pour passer des dizaines de qubits dont disposent les appareils aujourd’hui aux milliers de qubits dont les futurs systèmes auront besoin pour résoudre des problèmes du monde réel”, a déclaré Amir Safavi-Naeini, professeur adjoint de physique appliquée à l’Université de Stanford. “L’approche modulaire de Rigetti démontre une manière très prometteuse d’aborder ces échelles.”

Comme l’a démontré la dernière annonce de Rigetti, de nouvelles approches, méthodes et technologies se développent constamment dans l’écosystème quantique. Il est peu probable qu’une voie claire se dessine de sitôt.

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