L'un des compromis les plus difficiles de l'informatique quantique pourrait commencer à s'atténuer

Les entreprises d'informatique quantique ont longtemps été confrontées à un choix structurel. Un camp construit des qubits dans des systèmes électroniques pouvant être fabriqués avec des techniques de production de puces, promettant échelle et répétabilité. Un autre s'appuie sur des atomes ou des photons, plus difficiles à gérer mais offrant davantage de flexibilité, notamment la possibilité de déplacer les qubits et de les relier de façons plus adaptables.

Les recherches mises en avant cette semaine indiquent un possible terrain d'entente. D'après les travaux rapportés, des scientifiques ont montré que des qubits de spin stockés dans des points quantiques peuvent être déplacés d'un point quantique à un autre sans perdre l'information quantique qu'ils transportent. Si cette capacité peut être développée davantage, elle pourrait apporter une caractéristique précieuse des systèmes fondés sur les atomes et les ions à une plateforme déjà attractive pour sa fabrication de type semi-conducteur.

C'est pourquoi ce résultat compte. L'informatique quantique n'est pas seulement une course à la création de meilleurs qubits un par un. C'est une course pour assembler un grand nombre de qubits exploitables en systèmes capables de supporter la correction d'erreurs et, à terme, des calculs pratiques. La connectivité est centrale dans cet effort, et le câblage fixe a été l'une des principales contraintes des plateformes de qubits électroniques.

Pourquoi le déplacement compte dans le matériel quantique

Dans les architectures fondées sur les atomes et les ions, les qubits peuvent souvent être repositionnés ou reliés d'une autre manière avec un haut degré de flexibilité. Cela signifie qu'un qubit peut être intriqué avec beaucoup d'autres selon les besoins, ce qui est utile pour mettre en œuvre des schémas de correction d'erreurs. À l'inverse, les qubits intégrés dans des dispositifs électroniques conventionnels sont généralement contraints par la géométrie et le câblage définis lors de la fabrication. Leurs connexions sont en grande partie prédéterminées.

Cette rigidité crée un goulot d'étranglement. Différentes méthodes de correction d'erreurs bénéficient de différents schémas d'interaction, et un système dont la connectivité est figée dès le départ peut être moins adaptable. La capacité de déplacer des qubits entre des emplacements pourrait changer cela en permettant des schémas d'interaction plus dynamiques à l'intérieur d'une puce.

Les travaux rapportés se concentrent sur les points quantiques, de minuscules structures qui confinent des électrons dans des espaces extrêmement réduits. Dans ces systèmes, un qubit peut être codé dans le spin d'un seul électron, qui peut exister dans un état haut, un état bas ou une superposition des deux. Comme les points quantiques peuvent être intégrés aux processus de fabrication des puces et être fortement densifiés, ils sont attractifs pour la production à grande échelle.