L’informatique quantique, une technologie prometteuse qui pourrait révolutionner de nombreux secteurs tels que la science des matériaux, la médecine, la pharmacie, la banque et la finance, a été confrontée à des obstacles considérables dans son développement. Parmi ces défis, la chaleur générée par les ordinateurs quantiques constitue un frein majeur. Cependant, une récente avancée technologique réalisée par Diraq pourrait bien changer la donne.
Dans un article publié dans la revue scientifique Nature, Diraq présente une innovation permettant à ses processeurs quantiques à base de spins de fonctionner à des températures plus de dix fois supérieures à ce qui était possible auparavant, tout en maintenant une stabilité et une précision élevées. Fondée en 2022 comme une spin-off de l’UNSW Sydney, Diraq affirme que cette avancée rend ses ordinateurs quantiques plus rapides, plus rentables et plus écologiques.
Les spins des semi-conducteurs sont largement considérés comme l’une des technologies les plus évolutives pour les processeurs quantiques, en raison de leur taille compacte et de leur compatibilité avec les procédés de fabrication existants des puces de silicium.
Vers un ordinateur quantique pratique
Selon le professeur Andrew Dzurak, PDG et fondateur de Diraq, « Par rapport aux températures en millikelvins, les températures supérieures à 1 K assouplissent considérablement les contraintes imposées par la faible puissance de refroidissement des réfrigérateurs à dilution, permettant ainsi l’utilisation d’un ordinateur quantique pratique avec une électronique de contrôle classique intégrée dans une simple plateforme cryogénique. »
Les puces de silicium traditionnelles génèrent de la chaleur, un défi bien connu lors de l’utilisation d’appareils électroniques. Plusieurs technologies de pointe dans le domaine de l’informatique quantique nécessitent un refroidissement à des températures extrêmement basses, très proches du zéro absolu (-273,15 °C). À des températures plus élevées, les qubits faiblissent, rendant la technologie peu pratique.
Une avancée fondamentale pour l’informatique quantique
Les nouvelles recherches de Diraq démontrent la possibilité d’effectuer des calculs quantiques à base de spins avec une grande précision à des températures supérieures à 1 K, une température compatible avec la capacité de fonctionnement de l’électronique conventionnelle. Cela signifie qu’il est possible d’exécuter des routines complexes de correction d’erreurs nécessaires pour une informatique quantique tolérante aux pannes.
Selon Jonathan Huang, auteur principal et chercheur associé chez Diraq, ainsi qu’étudiant en doctorat à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud, « Cette augmentation de température, bien que difficile à appréhender par rapport aux concepts de température conventionnels, est en réalité révolutionnaire dans le domaine de l’informatique quantique. Notre prouesse d’ingénierie avancée a impliqué une compréhension profonde de la physique ainsi que la curiosité expérimentale nécessaire pour repousser les limites de la conception technique. »
Les « spins dans le silicium », une technologie innovante
Pour relever le défi du passage à l’échelle de l’informatique quantique et atteindre des millions de qubits, le matériel novateur de Diraq, construit à l’aide d’une technologie appelée « spins dans le silicium », distingue l’entreprise de ses concurrents plus établis, selon le professeur Andrew Dzurak, PDG et fondateur.
« Bien que nos processeurs quantiques nécessitent toujours une réfrigération, les coûts et la complexité du système global sont considérablement réduits à ces températures élevées », explique Dzurak. « En exploitant la puissance des qubits chauds, ces ordinateurs quantiques permettront d’effectuer des calculs bien au-delà de la portée des supercalculateurs actuels, permettant des prédictions et des analyses plus rapides et plus précises. »
Avec une vision stratégique visant à devenir un fournisseur de bout en bout d’informatique quantique, Diraq ambitionne de combiner les propositions de valeur des fabricants de puces, des entreprises d’informatique en nuage et des fournisseurs d’algorithmes logiciels d’aujourd’hui pour libérer tout le potentiel de l’informatique quantique – une industrie qui devrait générer entre 450 et 850 milliards de dollars de valeur ajoutée d’ici 2040, selon le cabinet d’analystes Boston Consulting Group.
Légende illustration : Les spins semi-conducteurs constituent l’une des technologies les plus évolutives pour les processeurs quantiques, en raison de leur taille compacte et de leur compatibilité avec la fabrication actuelle des puces en silicium.
