Grâce à l’Enchilada Trap, l’informatique quantique franchit un nouveau palier

Les laboratoires nationaux de Sandia, en partenariat avec l’Université Duke, nous font part d’une avancée significative dans le domaine des ordinateurs quantiques. En mettant l’accent sur la création d’un piège à ions de classe mondiale, ils ont établi de nouvelles normes pour les machines quantiques du futur.

Les laboratoires nationaux de Sandia ont produit leur premier lot d’un tout nouveau piège à ions, élément central pour certains ordinateurs quantiques. Ce dispositif, baptisé Enchilada Trap, permet aux scientifiques de concevoir des machines plus puissantes pour étendre le champ expérimental, mais prometteur, de l’informatique quantique.

Plusieurs de ces pièges seront également exploités à l’Université Duke pour réaliser des algorithmes quantiques. Il est intéressant de noter que Duke et Sandia sont partenaires de recherche via le Quantum Systems Accelerator, l’un des cinq Centres de Recherche Nationaux sur l’Information Quantique aux États-Unis, financés par le Bureau de la Science du Département de l’Énergie.

La capacité augmentée du piège enchilada

Un piège à ions est en réalité une sorte de micro-puce capable de retenir des atomes électriquement chargés, ou ions. Plus il y a d’ions piégés, ou qubits, plus un ordinateur quantique peut exécuter des algorithmes complexes. Avec un matériel de contrôle adéquat, l’Enchilada Trap pourrait stocker et transporter jusqu’à 200 qubits à l’aide d’un réseau de cinq zones de piégeage, s’inspirant de son prédécesseur, le Roadrunner Trap.

« Nous offrons au domaine de l’informatique quantique de la place pour grandir et explorer des machines plus grandes et une programmation plus complexe », a déclaré Daniel Stick, chercheur éminent de Sandia au sein du Quantum Systems Accelerator.

Conception visionnaire et défis relevés

Sandia, riche de ses 20 ans d’expérience dans la recherche, la construction et les tests de pièges à ions, a relevé de nombreux défis de conception.

D’une part, ils avaient besoin d’espace pour contenir plus d’ions et d’autre part, ils avaient besoin d’un moyen de les réorganiser pour effectuer des calculs complexes. La solution a consisté en un réseau d’électrodes qui se ramifie à la manière d’un arbre généalogique ou d’une équipe de tournoi. Chaque branche étroite sert de lieu de stockage et de navette pour les ions.

Une autre préoccupation concernait la dissipation de l’énergie électrique sur le piège Enchilada, qui pouvait générer une chaleur importante, entraînant un dégazage accru des surfaces, un risque plus élevé de panne électrique et des niveaux élevés de bruit de champ électrique. Pour résoudre ce problème, les spécialistes de la production ont conçu de nouvelles caractéristiques microscopiques afin de réduire la capacité de certaines électrodes.

« Notre équipe est toujours tournée vers l’avenir« , a affirmé Zach Meinelt de Sandia, l’intégrateur principal du projet. « Nous collaborons avec les scientifiques et les ingénieurs pour connaître le type de technologie, les caractéristiques et les améliorations de performance dont ils auront besoin dans les années à venir. Nous concevons et fabriquons ensuite des pièges qui répondent à ces exigences et nous cherchons constamment à les améliorer.« 

En synthèse

Le développement de l’Enchilada Trap par les laboratoires de Sandia constitue une étape majeure pour le futur de l’informatique quantique. Avec des partenariats solides et une technologie de pointe, ils établissent une nouvelle norme pour les machines quantiques de demain.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que l’Enchilada Trap ?
C’est un nouveau piège à ions développé par les laboratoires nationaux de Sandia pour les ordinateurs quantiques.

Combien de qubits peut-il stocker ?
Jusqu’à 200 qubits, avec un matériel de contrôle adéquat.

Quel est le principal avantage de cette technologie ?
Elle permet aux scientifiques de concevoir des machines quantiques plus puissantes et d’exécuter des algorithmes plus complexes.

Légende illustration principale : Le piège à Enchilada, fabriqué dans l’installation de fabrication de Microsystems Engineering, Science and Applications des Sandia National Laboratories. (Photo de Craig Fritz)