Une équipe de physiciens de l’Université d’Oxford a atteint le taux d’erreur le plus bas pour une opération logique quantique – à seulement 0,000015%, ou une erreur en 6,7 millions d’opérations.
« Pour autant que nous le sachions, il s’agit de l’opération de qubit la plus précise jamais enregistrée dans le monde », a déclaré le professeur de l’Université d’Oxford, David Lucas.
«Il s’agit d’une étape importante vers la construction d’ordinateurs quantiques pratiques qui peuvent s’attaquer aux problèmes du monde réel.»
Pour effectuer des calculs utiles sur un ordinateur quantique, des millions d’opérations devront être exécutées sur de nombreux qubits.
Cela signifie que si le taux d’erreur est trop élevé, le résultat final du calcul sera dénué de sens.
Bien que la correction d’erreurs puisse être utilisée pour corriger les erreurs, cela se fait au prix de nécessiter beaucoup plus de qubits.
En réduisant l’erreur, la nouvelle méthode réduit le nombre de qubits requis et par conséquent le coût et la taille de l’ordinateur quantique lui-même.
« En réduisant considérablement les risques d’erreur, ce travail réduit considérablement l’infrastructure requise pour la correction d’erreurs, ouvrant la voie aux futurs ordinateurs quantiques pour être plus petits, plus rapides et plus efficaces », a déclaré Molly Smith, étudiante diplômée de l’Université d’Oxford.
«Le contrôle précis des qubits sera également utile pour d’autres technologies quantiques telles que les horloges et les capteurs quantiques.»
Ce niveau de précision sans précédent a été atteint en utilisant un ion calcium piégé comme qubit.
Ce sont un choix naturel pour stocker des informations quantiques en raison de leur longue durée de vie et de leur robustesse.
Contrairement à l’approche conventionnelle, qui utilise des lasers, les chercheurs ont contrôlé l’état quantique des ions calcium en utilisant des signaux électroniques (micro-ondes).
Cette méthode offre une plus grande stabilité que le contrôle du laser et présente également d’autres avantages pour construire un ordinateur quantique pratique.
Par exemple, le contrôle électronique est beaucoup moins cher et plus robuste que les lasers, et plus facile à intégrer dans les puces de piégeage d’ions.
De plus, l’expérience a été menée à température ambiante et sans blindage magnétique, simplifiant ainsi les exigences techniques pour un ordinateur quantique de travail.
« Bien que ce résultat record marque une étape importante, elle fait partie d’un défi plus large », ont déclaré les auteurs.
«L’informatique quantique nécessite des portes à un seul et à deux qubit pour fonctionner ensemble.»
« Actuellement, les portes de deux qubits ont encore des taux d’erreur nettement plus élevés – environ 1 sur 2 000 dans les meilleures démonstrations à ce jour – la réduction de celles-ci sera donc cruciale pour construire des machines quantiques entièrement tolérantes aux pannes. »
