Un réfrigérateur record pour refroidir les bouillonnants ordinateurs quantiques.
Les 2 problèmes principaux auxquels font face actuellement les ordinateurs quantiques sont : leur consommation en énergie et la difficulté de leur fournir un environnement stable. Des chercheurs de l’Université de Technologie de Chalmers ont peut-être trouvé une solution au deuxième problème en créant le réfrigérateur le plus froid jamais conçu pour les ordinateurs quantiques, marquant une avancée significative dans la fiabilité des calculs quantiques grâce à des températures proches du zéro absolu.
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Une nécessité de refroidissement extrême pour la fiabilité quantique
Les qubits, éléments fondamentaux des ordinateurs quantiques, nécessitent un environnement extrêmement stable pour fonctionner correctement, à peine perturbé par les interférences électromagnétiques. Traditionnellement, les qubits sont refroidis à environ -273,05°C (50 millikelvins au-dessus du zéro absolu) pour minimiser les erreurs de calcul. La nouvelle technologie développée par Chalmers permet de refroidir les qubits à environ -273,13°C (22 millikelvins), améliorant considérablement la stabilité et la précision des calculs.
Le réfrigérateur quantique autonome
Cette innovation repose sur un système autonome qui utilise l’énergie thermique de l’environnement pour activer le processus de refroidissement sans contrôle externe. Le réfrigérateur intègre un circuit de trois qubits où deux servent de mécanisme de refroidissement : l’un est couplé à un environnement chaud et l’autre à un environnement froid, permettant un échange thermique efficace qui refroidit le qubit cible.
Impact de la température sur la stabilité des qubits
En atteignant des températures record, le nouveau système augmente la probabilité qu’un qubit se trouve dans son état fondamental avant le calcul, passant de 99,92 % à 99,97 %. Cette amélioration, bien que minime en apparence, se traduit par une augmentation significative de l’efficacité des ordinateurs quantiques, en particulier lors de l’exécution de multiples calculs.
Avantages multiples de la technologie de refroidissement
Le professeur associé Simone Gasparinetti, auteur principal de l’étude, explique que cette avancée dépasse toutes les protocoles de réinitialisation existants en termes de capacité à refroidir les qubits à des températures jamais atteintes auparavant. Cette performance pourrait non seulement améliorer l’efficacité des calculs quantiques mais aussi ouvrir de nouvelles perspectives dans des domaines variés tels que la médecine, l’énergie, le cryptage, l’intelligence artificielle et la logistique.
Défis et perspectives future
L’introduction de cette technologie de refroidissement soulève des défis, notamment en termes de gestion des erreurs quantiques et de maintenance du système dans des conditions opérationnelles optimales. Cependant, les avantages potentiels pour l’industrie des technologies quantiques et au-delà sont considérables, promettant une ère nouvelle de progrès technologiques basés sur des capacités de calcul extrêmement précises et fiables.
Cet article explore le développement d’un réfrigérateur quantique par l’Université de Technologie de Chalmers, capable de refroidir les qubits à des températures record. Cette avancée augmente la précision des calculs quantiques et pourrait significativement impacter divers secteurs en nécessitant des calculs complexes et précis. Le système, autonome et novateur, marque un pas significatif vers l’optimisation de la technologie quantique.
Source : Nature
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