Qu’est-ce qu’une puce quantique et pourquoi est-elle si révolutionnaire ?
Comprendre le concept de puce quantique est essentiel pour imaginer l’avenir de l’informatique.
Il s'agit d'un dispositif qui traite l'information à l'aide de qubits , des unités d'information pouvant représenter un 1, un 0, ou les deux simultanément, grâce au principe de superposition quantique. Cela contraste avec les bits traditionnels , qui ne peuvent représenter que 0 ou 1.
Grâce à cette propriété, les puces quantiques peuvent explorer plusieurs solutions simultanément. Cela leur permet de résoudre des problèmes complexes en très peu de temps. Selon les chiffres de Google, un ordinateur quantique peut résoudre un problème en 200 secondes, un temps qu'un supercalculateur traditionnel mettrait 10 000 ans à résoudre.
De plus, les puces quantiques consomment moins Liste de numéros de téléphone d'énergie, ont une mise en mémoire tampon plus faible et améliorent exponentiellement la vitesse de traitement. Tout cela en fait des composants clés pour l'optimisation des processus industriels, scientifiques et commerciaux.
Une brève histoire de l'informatique quantique
Pour comprendre l’intérêt de la puce quantique , il est utile de revenir sur le contexte de cette technologie.
L'informatique quantique a été conçue dans les années 1980. Le physicien Richard Feynman a suggéré en 1981 que les ordinateurs quantiques seraient mieux adaptés à la simulation de systèmes physiques complexes. Peu après, le scientifique David Deutsch a défini une version quantique de la machine de Turing.
Au cours des décennies suivantes, des avancées importantes ont été réalisées
En 1992, l'algorithme Deutsch-Jozsa, l'un des premiers algorithmes quantiques, a été développé.
En 1999, des chercheurs japonais ont démontré l’utilisation de circuits supraconducteurs comme qubits .
En 2011, D-Wave Systems a présenté le premier ordinateur quantique commercial.
En 2019, Google a affirmé avoir atteint la suprématie quantique avec son processeur Sycamore .
Ces avancées ont jeté les bases du développement de la première puce fonctionnelle de ce type, une étape importante qui allait changer à jamais le paysage technologique.
La première puce quantique : un exploit australien
En juin 2022, les chercheurs de Silicon Quantum Computing (SQC), dirigés par Michelle Simmons, ont annoncé la création de la première puce quantique de l'histoire.
Cette puce a été construite à partir d'atomes de silicium positionnés avec une précision subnanométrique. L'objectif était de reproduire les liaisons simples et doubles d'une molécule de polyacétylène. Autrement dit, ils ont simulé le comportement d'une molécule organique à l'échelle atomique.
Ce qui est surprenant, c'est que la puce contient tous les éléments d'un processeur classique, mais à l'échelle quantique. Cela signifie qu'elle peut effectuer des opérations complexes, telles que des simulations moléculaires, jusqu'alors impossibles.
Cette avancée ouvre la voie à la création de nouveaux matériaux, de solutions énergétiques et de progrès médicaux. Un véritable bond en avant dans l'histoire de la technologie quantique.
Trois clés technologiques derrière la puce quantique
La création de la puce quantique australienne repose sur trois avancées majeures. Nous les énumérons ci-dessous :
Points atomiques de taille uniforme
L'équipe a réussi à fabriquer des points quantiques si petits et homogènes que les électrons peuvent les traverser sans entrave. Cela permet une transmission de données plus efficace, sans mise en mémoire tampon .
En maintenant l'uniformité, la dispersion d'énergie entre les sites est réduite. Cela diminue le taux d'erreur de la puce et permet des calculs plus longs sans nécessiter de correction complexe.
Contrôle du niveau d'énergie
Un système a été conçu pour ajuster les niveaux d'énergie individuellement et collectivement. Ce contrôle est essentiel pour garantir la cohérence quantique lors du transport de l'information.
Les chercheurs ont utilisé des tensions de grille variant en picosecondes pour moduler chaque qubit . Cette agilité permet de rafraîchir l'état de la puce et d'optimiser les opérations logiques en temps réel.