La course à la suprématie quantique : défis et progrès
Les entreprises leaders en technologie, comme IBM, Google, Intel et Honeywell, ont développé des prototypes d’ordinateurs quantiques au cours des cinq dernières années. Bien que ces prototypes aient gagné en complexité, ils disposent encore d’un nombre limité de qubits, ce qui limite leur capacité à résoudre des problèmes de grande envergure. Néanmoins, ces entreprises investissent des efforts significatifs pour développer des technologies qui permettent d’augmenter la scalabilité de leurs puces quantiques.
Le défi des qubits
Le physicien espagnol Ignacio Cirac explique que le nombre de qubits nécessaires dans un ordinateur quantique dépend du type de problèmes que l’on souhaite résoudre. Pour des problèmes symboliques, des millions de qubits seraient nécessaires. Actuellement, les ordinateurs quantiques les plus avancés disposent d’environ cent qubits.
Nouvelles stratégies pour la scalabilité quantique
Une des stratégies en cours d’investigation pour atteindre une haute scalabilité implique l’amélioration de la technologie de fabrication des transistors en silicium pour produire une puce avec un grand nombre de qubits. Des chercheurs de l’Université de Bâle ont réussi à développer une porte logique à deux qubits dans un transistor en silicium conventionnel.
Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé un type de qubit qui utilise le spin d’un électron ou d’un trou. Le spin est une propriété intrinsèque des particules élémentaires, similaire à la charge électrique. Les électrons et les trous ont un spin, qui peut prendre l’un des deux états : haut ou bas.
Le spin d’un trou présente des avantages significatifs. Il peut être contrôlé électriquement sans nécessité d’éléments supplémentaires sur la puce. Les physiciens de l’Université de Bâle ont démontré qu’il est possible d’utiliser le spin d’un trou dans un semi-conducteur pour fabriquer un qubit.
Cette découverte ouvre la possibilité d’utiliser la technologie actuelle de fabrication de semi-conducteurs pour produire des circuits intégrés avec des millions de qubits. Bien que pour l’instant il ne s’agisse que d’une expérience, cela pourrait conduire à des avancées significatives à l’avenir, permettant la création d’ordinateurs quantiques beaucoup plus puissants et polyvalents. La course à la suprématie quantique continue, et chaque nouvelle avancée nous rapproche un pas de plus de cet objectif.
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