Des scientifiques ont mis au point un processeur fondé sur la lumière, une première mondiale, qui pourrait marquer l’avènement d’une nouvelle ère en matière d’informatique quantique et de communication quantique. Cette avancée majeure, qui repose sur des technologies émergentes exploitant le niveau atomique, offre déjà des avantages considérables dans le domaine de la découverte de médicaments et d’autres applications à petite échelle.
Dans un avenir proche, les ordinateurs quantiques à grande échelle devraient être en mesure de résoudre des problèmes complexes qui dépassent les capacités des ordinateurs actuels.
Un processeur photonique révolutionnaire
Dirigée par le professeur Alberto Peruzzo de l’Université RMIT en Australie, l’équipe de recherche a mis au point un processeur photonique, un dispositif à base de lumière qui utilise des particules de lumière pour transporter l’information. Ce processeur permettrait de réaliser des calculs quantiques avec succès en minimisant les «pertes de lumière», un facteur crucial pour maintenir le calcul en marche.
« Notre conception rend l’ordinateur quantique photonique plus efficace en termes de pertes de lumière, ce qui est essentiel pour que la computation puisse se poursuivre », a ajouté le professeur Peruzzo, qui dirige le Centre d’excellence ARC pour la technologie de l’information quantique et de la communication (CQC2T) de l’Université RMIT. « Si vous perdez de la lumière, vous devez réinitialiser le calcul. »
Amélioration de la transmission de données et de la détection
Outre l’amélioration de l’efficacité des calculs quantiques, cette avancée pourrait également conduire à des améliorations dans la transmission de données pour des systèmes de communication inviolables et à une détection améliorée dans les applications de surveillance environnementale et de soins de santé, selon le professeur Peruzzo.
L’équipe a réussi à reprogrammer un processeur photonique dans une série d’expériences, en atteignant une performance équivalente à 2 500 dispositifs en appliquant des tensions variables. Leurs résultats et leur analyse sont publiés dans la revue Nature Communications.
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« Cette innovation pourrait conduire à une plateforme plus compacte et évolutive pour les processeurs quantiques photoniques », a précisé le professeur Peruzzo.
Une avancée prometteuse
Le principal auteur de l’étude, Yang Yang, doctorant à l’Université RMIT, a qualifié le dispositif de «tout à fait contrôlable», permettant une reprogrammation rapide avec une consommation d’énergie réduite et remplaçant le besoin de fabriquer de nombreux dispositifs spécialisés.
« Nous avons démontré expérimentalement différentes dynamiques physiques sur un seul appareil », a-t-il déclaré. « C’est comme avoir un interrupteur pour contrôler la manière dont les particules se comportent, ce qui est utile à la fois pour comprendre le monde quantique et pour créer de nouvelles technologies quantiques. »
Légende illustration : Le processeur reprogrammable à base de lumière de l’équipe. Credit: Will Wright, RMIT University
Article : « Programmable high-dimensional Hamiltonian in a photonic waveguide array » – DOI: 10.1038/s41467-023-44185-z
