L’ETH Zurich participe à deux projets de calcul quantique financés par l’IARPA, l’agence américaine de financement de la recherche. Ces projets, dotés d’un budget pouvant atteindre 40 millions de dollars, visent à connecter deux qubits corrigés par erreur, jetant ainsi les bases des futurs ordinateurs quantiques.
Depuis de nombreuses années, la science, l’industrie et la société rêvent d’ordinateurs quantiques. Ces derniers promettent de résoudre des problèmes de calcul complexes qui dépassent les capacités des ordinateurs conventionnels. Cependant, leur susceptibilité aux erreurs a jusqu’à présent limité leur utilisation à une poignée de tâches extrêmement spécifiques.
Au cours des dernières années, deux groupes de recherche de l’ETH Zurich ont réussi à corriger les erreurs dans les systèmes quantiques en utilisant des techniques de correction d’erreurs. Dans un cas, ils ont réussi cela avec l’aide d’une puce comportant 17 bits quantiques physiques (qubits) connectés pour former un qubit logique. Ici, neuf des qubits constituent le qubit logique, tandis que les huit restants sont responsables de la correction des erreurs.
Deux équipes, deux technologies, un objectif
L’agence américaine de financement de la recherche IARPA a lancé plusieurs projets de recherche fondamentale visant à enchevêtrer deux qubits logiques et à transférer l’état quantique d’un qubit logique à l’autre. À cette fin, l’IARPA prévoit d’investir un total de jusqu’à 40 millions de dollars au cours des quatre prochaines années dans deux projets : SuperMOOSE, dirigé par le professeur Andreas Wallraff de l’ETH, et MODULARIS, qui est coordonné par l’Université d’Innsbruck avec la participation du groupe dirigé par le professeur Jonathan Home de l’ETH.
Il y a deux technologies différentes en jeu dans ces projets. Alors que l’équipe de l’ETH utilise des composants supraconducteurs, l’approche de l’équipe d’Innsbruck est basée sur des pièges à ions. Les détails des progrès des deux équipes seront publiés dans des revues scientifiques et le succès de l’initiative sera évalué à intervalles réguliers pendant les quatre années prévues pour sa réalisation.
Principaux enseignements
| Éléments | |
|---|---|
| Projets de calcul quantique | L’ETH Zurich participe à deux projets majeurs, SuperMOOSE et MODULARIS, financés par l’IARPA. |
| Importance des qubits | Les qubits, ou bits quantiques, sont essentiels pour le calcul quantique. Ils permettent une grande capacité de traitement de l’information. |
| Défis du calcul quantique | La correction des erreurs est un défi majeur dans le calcul quantique, en raison de la sensibilité des qubits. |
| Technologies utilisées | SuperMOOSE utilise des composants supraconducteurs, tandis que MODULARIS utilise des pièges à ions. |
| Collaboration internationale | La collaboration internationale est essentielle pour le développement du calcul quantique, en raison de la complexité et du coût du processus. |
En synthèse
« Si nous parvenons à connecter deux qubits corrigés par erreur, nous aurons jeté les bases des futurs ordinateurs quantiques qui pourront alors être utilisés pour résoudre un large éventail de tâches », commente Andreas Wallraff. Il faudra par contre plusieurs étapes supplémentaires pour connecter d’abord une douzaine, puis des centaines et enfin des milliers de qubits logiques.
Les ordinateurs quantiques font partie des technologies clés du 21e siècle. Leur développement est cependant un processus complexe, long et coûteux. Cela rend la collaboration internationale essentielle.
« La décision de l’IARPA de financer non pas un, mais deux projets auxquels l’ETH Zurich participe confirme la position de leader de notre université dans ce domaine de recherche vital », se réjouit Christian Wolfrum, vice-président de la recherche à l’ETH Zurich.
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Pour une meilleure compréhension
1. Quels sont les projets de calcul quantique auxquels ETH Zurich participe ?
L’ETH Zurich est une institution de recherche de renom qui participe à deux projets de calcul quantique financés par l’IARPA, l’agence américaine de financement de la recherche. Ces projets visent à connecter deux qubits corrigés par erreur, une étape cruciale pour le développement des futurs ordinateurs quantiques.
2. Qu’est-ce qu’un qubit et pourquoi est-il important dans le calcul quantique ?
Un qubit, ou bit quantique, est l’unité de base de l’information dans le calcul quantique. Contrairement aux bits classiques qui peuvent être soit 0 soit 1, un qubit peut être à la fois 0 et 1 grâce à la superposition quantique. Cela permet aux ordinateurs quantiques de traiter une grande quantité d’informations simultanément.
3. Quels sont les défis actuels du calcul quantique ?
Le principal défi du calcul quantique est la correction des erreurs. Les qubits sont extrêmement sensibles aux perturbations de l’environnement, ce qui peut entraîner des erreurs de calcul. Les projets de l’ETH Zurich visent à surmonter ce défi en développant des techniques de correction d’erreurs.
4. Quelles sont les technologies utilisées dans les projets SuperMOOSE et MODULARIS ?
SuperMOOSE, dirigé par l’ETH Zurich, utilise des composants supraconducteurs, tandis que MODULARIS, coordonné par l’Université d’Innsbruck, est basé sur des pièges à ions. Ces deux technologies différentes sont utilisées pour réaliser l’enchevêtrement de deux qubits logiques et le transfert de l’état quantique d’un qubit logique à l’autre.
5. Quelle est l’importance de la collaboration internationale ?
Le développement des ordinateurs quantiques est un processus complexe, long et coûteux. La collaboration internationale est donc essentielle pour partager les ressources, les connaissances et les compétences. L’ETH Zurich collabore avec des chercheurs de plusieurs institutions et entreprises à travers le monde dans le cadre de ses projets de calcul quantique.
ETH Zurich, IARPA, Université d’Innsbruck, Zurich Instruments, Atlantic Quantum, Université de Sherbrooke, Forschungszentrum Jülich, MIT
