Une ancienne technologie informatique ouvre la voie à l’avenir de l’informatique quantique
Les chercheurs ont fait une percée dans le développement de la technologie quantique qui pourrait laisser les superordinateurs d’aujourd’hui dans la poussière, ouvrant la porte à des avancées dans des domaines tels que la médecine, la chimie, la cybersécurité et d’autres qui étaient jusqu’à présent hors de portée.
Dans une étude publiée dans la revue Nature mercredi, des chercheurs de l’Université Simon Fraser en Colombie-Britannique ont déclaré avoir trouvé un moyen de créer des processeurs de calcul quantique dans des puces en silicium.
Stephanie Simmons, chercheuse principale, explique qu’ils ont illuminé de minuscules imperfections sur les puces de silicium avec des faisceaux lumineux intenses. Les défauts des puces de silicium agissent comme un support d’information, a-t-elle expliqué. Alors que le reste de la puce transmet la lumière, le minuscule défaut la renvoie et se transforme en messager, a-t-elle précisé.
Il existe de nombreuses imperfections naturelles dans le silicium. Certaines de ces imperfections peuvent agir comme des bits quantiques, ou qubits. Les scientifiques appellent ce type d’imperfections des qubits de spin. Des recherches antérieures ont montré que le silicium peut produire certains des qubits les plus stables et les plus durables de l’industrie.
« Ces résultats ouvrent des possibilités immédiates de construire des réseaux d’information quantique intégrés au silicium, dans la bande des télécommunications », indique l’étude.
Simmons, qui est titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les technologies quantiques au silicium, a déclaré que le principal défi de l’informatique quantique était de pouvoir envoyer des informations vers et depuis les qubits.
« Les gens ont déjà travaillé avec des qubits de spin, ou des défauts, dans le silicium », a déclaré M. Simmons. « Et des gens ont travaillé avec des qubits de photons dans le silicium auparavant. Mais personne ne les a réunis de cette façon. »
L’auteur principal Daniel Higginbottom a qualifié la percée de « immédiatement prometteuse » parce que les chercheurs ont réalisé ce qui était considéré comme impossible en combinant deux domaines connus mais parallèles.
Les défauts du silicium ont été étudiés en profondeur des années 1970 aux années 1990, tandis que la physique quantique fait l’objet de recherches depuis des décennies, a déclaré M. Higginbottom, qui est chercheur post-doctoral au département de physique de l’université.
« Pendant longtemps, les gens n’ont pas vu de potentiel pour la technologie optique dans les défauts du silicium. Mais nous avons vraiment été les premiers à les revisiter et nous avons trouvé quelque chose avec des applications dans la technologie quantique qui est certainement remarquable. »
Bien qu’à un stade embryonnaire, Simmons a déclaré que l’informatique quantique est le futur rock ‘n’ roll des ordinateurs qui peuvent résoudre n’importe quoi, des simples problèmes d’algèbre aux équations pharmaceutiques complexes ou aux formules qui dévoilent les profonds mystères de l’espace.
« Nous allons être limités par notre imagination à ce stade. Ce qui va vraiment décoller est vraiment très loin de nos capacités de prédiction en tant qu’humains. »
L’avantage d’utiliser des puces en silicium est qu’elles sont largement disponibles, comprises et disposent d’une base de fabrication géante, a-t-elle dit.
« Nous pouvons vraiment les faire fonctionner et nous devrions être en mesure d’avancer plus rapidement et, espérons-le, de généraliser cette capacité beaucoup plus vite. »
Certains physiciens prédisent que les ordinateurs quantiques deviendront courants dans environ deux décennies, bien que Mme Simmons ait dit qu’elle pense que ce sera beaucoup plus tôt.
Dans les années 1950, les gens pensaient que la technologie des transistors serait principalement utilisée pour les appareils auditifs, dit-elle. Personne n’a alors prédit que la physique d’un transistor pourrait être appliquée à Facebook ou à Google, a-t-elle ajouté.
« Nous devrons donc voir comment la technologie quantique évolue au fil des décennies en termes d’applications qui trouvent réellement un écho auprès du public », a-t-elle déclaré. « Mais il y en aura beaucoup parce que les gens sont créatifs, et ce sont des outils fondamentalement très puissants que nous débloquons ».
Ce reportage de la Presse canadienne a été publié pour la première fois le 14 juillet 2022.