Le matériel quantique n’est plus au stade de la validation de principe, mais les goulots d’étranglement techniques signifient que les systèmes pratiques à grande échelle resteront dans des décennies.
Résumé
- Six plates-formes quantiques de premier plan progressent depuis les démonstrations en laboratoire jusqu’aux premiers systèmes intégrés, faisant écho aux débuts de l’ère des transistors dans l’informatique classique.
- L’évolution vers des millions de qubits nécessite des percées dans les matériaux, la fabrication, le câblage, la cryogénie et le contrôle automatisé pour maîtriser les taux d’erreur.
- Les chercheurs s’attendent à une trajectoire de plusieurs décennies, avec un degré de préparation variant selon les cas d’utilisation en matière d’informatique, de mise en réseau, de détection et de simulation.
La technologie quantique est entrée dans une phase de développement cruciale similaire à celle des premiers transistors, selon une analyse conjointe de chercheurs de plusieurs institutions.
Des scientifiques de l’Université de Chicago, du MIT, de Stanford, de l’Université d’Innsbruck et de l’Université de technologie de Delft ont évalué six principales plates-formes matérielles quantiques dans le cadre de l’étude, notamment les qubits supraconducteurs, les ions piégés, les atomes neutres, les défauts de spin, les points quantiques semi-conducteurs et les qubits photoniques.
La technologie quantique quitte le laboratoire
Selon les chercheurs, l’examen a documenté les progrès depuis les expériences de validation de principe jusqu’aux systèmes à un stade précoce avec des applications potentielles dans les domaines de l’informatique, de la communication, de la détection et de la simulation.
Les applications à grande échelle telles que les simulations complexes de chimie quantique nécessitent des millions de qubits physiques et des taux d’erreur bien au-delà des capacités actuelles, ont déclaré les scientifiques dans l’analyse.
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Les principaux défis d’ingénierie comprennent la science des matériaux, la fabrication d’appareils produits en masse, le câblage et la transmission des signaux, la gestion de la température et le contrôle automatisé des systèmes, selon le rapport.
Les chercheurs ont établi des parallèles avec le problème de la « tyrannie des nombres » des années 1960 auquel étaient confrontés les premiers ordinateurs, soulignant la nécessité de stratégies coordonnées d’ingénierie et de conception au niveau du système.
Les niveaux de préparation technologique varient selon les plates-formes, les qubits supraconducteurs présentant la plus grande préparation pour le calcul, les atomes neutres pour la simulation, les qubits photoniques pour la mise en réseau et les défauts de spin pour la détection, selon l’analyse.
Les niveaux de préparation actuels indiquent des démonstrations précoces au niveau du système plutôt qu’une technologie pleinement mature, ont déclaré les chercheurs. Selon l’étude, les progrès refléteront probablement la trajectoire historique de l’électronique classique, nécessitant des décennies d’innovation progressive et de partage de connaissances scientifiques avant que des systèmes pratiques à grande échelle ne deviennent réalisables.
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