// FUTURA SCIENCES — SPAZIO & SCIENZA
Avec une température presque 200 fois plus froide que l’espace profond, IBM a levé le principal verrou de l’ordinateur quantique
Jusqu’à présent, quand les communications quantiques avaient besoin de répéteurs, elles utilisaient des modèles classiques faute de mieux, ce qui représente une faille de sécurité. Mais une équipe vient de débloquer la pièce manquante du puzzle pour des relais quantiques.... Lire la suite
Des scientifiques du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont démontré que certains concepts mathématiques de la physique classique permettent de décrire les comportements souvent étranges et contre-intuitifs qui se produisent à l'échelle quantique.... Lire la suite
En connectant deux modules cryogéniques capables de descendre sous les quinze millikelvins, soit une température environ 180 fois plus basse que celle de l’espace profond, IBM vient de franchir une étape cruciale pour mettre au point un ordinateur quantique qui disposera de centaine de qubits et qui sera tolérant aux pannes.
Quinze millikelvins, soit 0,015 kelvin, c'est à peine quinze millièmes de degré au-dessus du zéro absolu, fixé à -273,15 °C. À titre de comparaison, le rayonnement fossile qui baigne l'Univers affiche une température d'environ 2,7 kelvins. Pour autant, le véritable exploit d'IBM n'est pas d'avoir atteint cette température mais d'arriver à conserver ce froid extrême dans une installation suffisamment vaste, câblée et surtout extensible pour relier plusieurs processeurs quantiques.
Les qubits supraconducteurs utilisés par IBM sont extrêmement sensibles à leur environnement. La chaleur génère du bruit thermique susceptible de perturber leur état quantique, de provoquer leur décohérence et donc d'augmenter les erreurs de calcul. Pour les protéger, les processeurs sont installés dans des réfrigérateurs à dilution. Ces machines exploitent notamment un mélange d'hélium-3 et d'hélium-4 pour atteindre quelques millièmes de kelvin.
Jusqu’à présent, quand les communications quantiques avaient besoin de répéteurs, elles utilisaient des modèles classiques faute de mieux, ce qui représente une faille de sécurité. Mais une équipe vient de débloquer la pièce manquante du puzzle pour des relais quantiques.... Lire la suite
La difficulté tient dans le fait que plus le nombre de qubits augmente, plus le refroidissement devient un problème d'architecture. Chaque qubit doit être contrôlé, lu et relié au reste de la machine. Il faut donc multiplier les câbles, et les interconnexions, autant d'éléments qui prennent de la place et peuvent apporter chaleur, bruit et interférences.
La réponse d'IBM consiste à abandonner le principe d'un unique cryostat monolithique au profit de cellules rectangulaires capables de fonctionner côte à côte. Chaque module dispose de sa propre enceinte sous vide, de son système de refroidissement et de plusieurs écrans thermiques. Lorsque deux cellules sont assemblées, leurs protections se prolongent pour former un véritable tunnel cryogénique dans lequel passent les liaisons entre processeurs.
Les deux premiers modules connectés mesurent ensemble plus de 2,4 mètres de haut et autant de large. Ils sont descendus à 4 kelvins en moins de cinq jours avant d'atteindre moins de 15 millikelvins. Surtout, chaque enceinte offre jusqu'à douze fois plus d'espace pour le câblage que les systèmes IBM les plus courants. Leur forme en « boîte » permet également de rapprocher les processeurs et donc de raccourcir les connexions entre eux.
Des scientifiques du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont démontré que certains concepts mathématiques de la physique classique permettent de décrire les comportements souvent étranges et contre-intuitifs qui se produisent à l'échelle quantique.... Lire la suite