L’informatique quantique se trouve confrontée à un défi de taille : la gestion des erreurs au niveau des qubits, éléments fondamentaux du calcul quantique. Sans correction, ces erreurs s’amplifient et compromettent la fiabilité des opérations. La mise au point de méthodes de correction d’erreurs quantiques s’avère donc indispensable pour l’essor de cette technologie. Une équipe de chercheurs coréens vient de réaliser une percée significative dans ce domaine en proposant une approche novatrice.
L’équipe du Dr Seung-Woo Lee, rattachée au Centre de Recherche en Technologie Quantique de l’Institut Coréen des Sciences et Technologies (KIST), a mis au point une technique hybride de correction d’erreurs quantiques. Cette méthode, pionnière à l’échelle mondiale, associe les approches à variables discrètes (DV) et à variables continues (CV).
Les scientifiques ont élaboré une architecture de calcul quantique tolérant aux pannes reposant sur cette technique hybride. Leur approche vise à exploiter les atouts respectifs des méthodes DV et CV, jusqu’alors développées indépendamment par différents acteurs du secteur.
Des résultats encourageants
Les simulations numériques menées par l’équipe du KIST ont démontré l’efficacité de leur approche hybride. Dans le domaine du calcul quantique optique, la méthode proposée permet d’atteindre un seuil de perte de photons jusqu’à quatre fois supérieur aux techniques existantes. De plus, elle améliore l’efficacité des ressources d’un facteur supérieur à 13, tout en maintenant le même niveau de taux d’erreur logique.
Le Dr Jaehak Lee du KIST a indiqué à ce sujet : «La technologie de correction d’erreurs quantiques hybride développée dans cette étude peut être combinée non seulement avec des systèmes optiques, mais aussi avec des systèmes supraconducteurs et à piège d’ions.»
Cette avancée s’inscrit dans le cadre d’une coopération internationale initiée en mars 2023 entre le KIST, l’Université de Chicago et l’Université Nationale de Séoul. Le protocole d’accord signé entre ces institutions visait à favoriser la recherche conjointe sur les technologies quantiques.
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Le KIST accueille désormais un centre de recherche collaborative international dédié au développement de technologies de pointe pour la correction d’erreurs quantiques. Ce centre réunit des partenaires prestigieux tels que l’Université de Chicago, l’Université Nationale de Séoul et l’entreprise canadienne de calcul quantique Xanadu.
Cette réalisation, obtenue en un peu plus d’un an de collaboration, témoigne du potentiel de développement de technologies innovantes dans le domaine hautement compétitif du calcul quantique. Elle illustre l’importance des partenariats internationaux pour faire progresser la recherche dans ce secteur stratégique.
Légende illustration : Architecture de calcul quantique tolérante aux pannes utilisant des qubits hybrides / Architecture de calcul quantique tolérante aux pannes basée sur des qubits hybrides qui utilisent simultanément des qubits DV et CV. Elle utilise des techniques de fusion hybride pour connecter les qubits hybrides afin de former une structure en treillis corrigeant les erreurs. Credit: Korea Institute of Science and Technology
Article : « Fault-Tolerant Quantum Computation by Hybrid Qubits with Bosonic Cat Code and Single Photons » – DOI: 10.1103/PRXQuantum.5.030322
