Les qubits communiquent par lumière à température ambiante.
Des physiciens de l'Institut des Sciences et Technologies en Autriche (ISTA) ont franchi une étape cruciale dans le domaine de l'informatique quantique en réalisant une lecture optique complète de qubits supraconducteurs. Cette avancée promet des ordinateurs quantiques évolutifs, robustes, fonctionnant à température ambiante et à moindre coût.
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L'Autriche réalise un pas de géant pour la technologie quantique
L'ordinateur quantique, considéré comme la prochaine frontière du calcul, permet de réaliser des calculs à des vitesses exponentielles par rapport aux ordinateurs classiques. Au centre de cette technologie se trouve le qubit, capable d'occuper plusieurs états simultanément, ce qui lui permet d'effectuer plusieurs calculs à la fois.
Supraconductivité et défis de température
Pour atteindre ces états quantiques, les scientifiques exploitent des propriétés telles que la supraconductivité des matériaux, qui nécessitent des températures proches du zéro absolu. Cela implique habituellement une infrastructure de refroidissement cryogénique coûteuse et complexe.
Intégration des fibres optiques dans le matériel quantique
Alors que la construction d'ordinateurs quantiques évolutifs se poursuit, des groupes de recherche s'attellent également à développer le réseau nécessaire à leur fonctionnement. Tout comme Internet nécessite un vaste réseau de fibres optiques, les ordinateurs quantiques requièrent un réseau capable de transporter les qubits.
Défis de communication entre qubits et signaux optiques
Les qubits supraconducteurs, de nature électrique, présentent une faible bande passante et sont facilement perturbés par le bruit. À l'opposé, les signaux optiques, bénéficiant d'une haute bande passante, se propagent avec des pertes minimales, ce qui les rend idéaux pour les lectures de qubits.
Transition des micro-ondes aux signaux optiques
Thomas Werner, doctorant à l'ISTA, explique que bien qu'il serait idéal d'éliminer tous les signaux électriques, ce n'est pas possible. Les chercheurs ont donc utilisé un transducteur électro-optique pour convertir les signaux optiques en fréquence micro-ondes, compréhensible par les qubits, établissant ainsi une communication efficace.
Avantages du nouveau système
L'utilisation du transducteur électro-optique pour déconnecter les qubits de l'infrastructure électrique permet de remplacer toutes les autres parties du système par des composants optiques, soulignant les avantages en termes d'efficacité et de coût de cette méthode.
Vers un réseau d'ordinateurs quantiques interconnectés
Georg Arnold, ancien doctorant à l'ISTA, mentionne que cette nouvelle approche pourrait augmenter le nombre de qubits jusqu'à les rendre utiles pour le calcul. Elle jette également les bases pour la construction d'un réseau d'ordinateurs quantiques supraconducteurs connectés via des fibres optiques à température ambiante.
Cet article explore la percée majeure réalisée par des chercheurs autrichiens en permettant aux qubits de communiquer via des signaux lumineux à température ambiante. Cette innovation pourrait transformer l'architecture des futurs ordinateurs quantiques, les rendant plus accessibles et efficaces, et ouvre la voie à un nouveau réseau de communication quantique mondial.
Source :
Arnold, G., Werner, T., Sahu, R. et al. All-optical superconducting qubit readout. Nat. Phys. (2025).
https://doi.org/10.1038/s41567-024-02741-4
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