Une révolution quantique pourrait mener à des machines ultra-puissantes
Imaginez un monde où les ordinateurs quantiques ne sont plus limités par la distance ou le nombre de qubits. Des chercheurs de l’Université de Rhode Island viennent de présenter une théorie révolutionnaire qui pourrait bouleverser notre compréhension de l’informatique quantique, promettant des machines d’une puissance inégalée. Cette innovation, qui semble tout droit sortie d’un film de science-fiction, pourrait très bientôt devenir une réalité tangible.
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Qu’est-ce qu’un qubit ?
Contrairement aux bits classiques qui traitent les données en états binaires de 1 ou 0, les qubits utilisent les lois de la mécanique quantique pour coder les données dans une superposition de 1 et 0, permettant un encodage simultané dans les deux états. Chaque qubit opère à une fréquence donnée. L’entrelacement quantique permet ensuite de relier ces qubits malgré de grandes distances, leur permettant de traiter les calculs en parallèle, ce qui augmente exponentiellement la puissance de calcul d’un ordinateur quantique.
Vers la suprématie quantique
Avec suffisamment de qubits entrelacés, les futurs ordinateurs quantiques pourraient réaliser des calculs qui prendraient des milliers d’années à un ordinateur classique en quelques secondes seulement. Cependant, pour atteindre cet état de “suprématie quantique”, il est nécessaire de disposer d’un processeur quantique avec des millions de qubits, alors que les machines les plus avancées aujourd’hui n’en possèdent qu’environ mille.
Défis de stabilité entre qubits entrelacés
Maintenir la stabilité entre les qubits entrelacés pour traiter les données est complexe et nécessite une électronique et des équipements sophistiqués. Augmenter le nombre de qubits dans un ordinateur quantique, pour surpasser les superordinateurs les plus puissants d’aujourd’hui, représente un défi majeur, car cela impliquerait également d’augmenter la complexité du circuit.
L’approche novatrice des fréquences supplémentaires
Les scientifiques proposent de donner à chaque qubit des fréquences supplémentaires, leur permettant de travailler ensemble pour traiter les calculs comme s’ils faisaient partie d’un seul ordinateur quantique. Cela signifie que, au lieu de disposer d’un seul grand processeur quantique difficile à maintenir, on pourrait utiliser plusieurs plus petits, reliés ensemble.
Faire fonctionner les qubits comme des ‘blocs LEGO’
En appliquant des tensions oscillantes, les chercheurs pourraient générer des fréquences supplémentaires pour chaque qubit. Cela permettrait de relier plusieurs qubits en exploitant des fréquences partagées nouvellement générées, sans devoir faire correspondre leurs fréquences originales. Les qubits pourraient ainsi être reliés ensemble, tout en étant également contrôlés individuellement.
Modéliser pour surmonter les défis futurs
Le modèle vise à surmonter les défis auxquels les scientifiques seront confrontés pour augmenter la capacité des processeurs quantiques à l’avenir. Ces processeurs sont normalement fabriqués avec des semi-conducteurs et utilisent des milliards de minuscules transistors qui peuvent être exploités pour fabriquer des qubits compacts.
Vision modulaire pour les futurs ordinateurs quantiques
Selon le nouveau modèle, les futurs ordinateurs quantiques seront construits de manière modulaire — avec de petits ensembles de qubits dans des processeurs quantiques connectés à l’aide de liens entrelacés robustes et à longue portée. Cela les rendra plus puissants et capables de calculs beaucoup plus rapides qu’avec la technologie actuelle.
Cet article explore les implications d’une théorie radicale en informatique quantique qui pourrait mener à la création de machines extrêmement puissantes, dépassant largement les capacités des superordinateurs contemporains. Avec des avancées dans le domaine des fréquences et de l’entrelacement des qubits, nous pourrions bientôt assister à une nouvelle révolution dans le traitement des données.
Source : Journal.aps.org
