Technologie: construire une puce de puissance pour l’ordinateur Quantum

Les scientifiques et les concepteurs de l’Université de Sydney et de Microsoft Corporation ont ouvert la section suivante des technologies quantiques en utilisant la création d’une puce solitaire qui produira des impulsions de gestion pour des milliers de qubits, la propriété obstruant les systèmes informatiques quantiques. «Pour réaliser le potentiel de l’informatique quantique, les appareils devront exécuter des milliers, sinon d’innombrables qubits», a déclaré le professeur David Reilly, un concepteur de la puce qui occupe une place commune avec Microsoft et l’Université de Sydney. «Les plus grands systèmes informatiques quantiques du monde fonctionnent actuellement avec seulement 50 qubits environ», a-t-il expliqué. « Cette petite échelle est en partie due aux limitations de l’architecture physique qui gère les qubits. » « Notre nouvelle puce met fin aux limites des personnes. » Les résultats ont été publiés dans Nature Electronic Devices. La plupart des techniques quantiques nécessitent des pièces quantiques, ou qubits, pour fonctionner à des plages de température proches du zéro total (-273,15 niveaux). C’est vraiment pour les empêcher d’abandonner leur «quantumness», le type de problème ou d’éclairage dont les systèmes informatiques quantiques ont besoin pour effectuer leurs calculs professionnels. Pour s’assurer que les dispositifs quantiques peuvent accomplir quelque chose d’utile, ils ont besoin d’instructions. Cela signifie envoyer et recevoir des impulsions numériques vers et depuis les qubits. Avec l’architecture quantique actuelle, cela implique beaucoup de fils. «Les machines actuelles créent une belle gamme de fils pour contrôler les impulsions; elles ressemblent à un nid d’oiseau doré inversé ou à un lustre. Elles sont jolies, mais fondamentalement peu pratiques. Cela signifie que nous ne pouvons pas faire évoluer les machines pour effectuer des calculs utiles. Il existe un véritable goulot d’étranglement de la productivité d’entrée », a déclaré le professeur Reilly, également chercheur en chef à l’ARC Center for Engineered Quantum Techniques (EQUS). Ingénieur matériel principal de Microsoft, le Dr Kushal Das, inventeur des articulations de la puce, a déclaré: « Notre gadget se débrouille avec tous ces câbles. Avec seulement deux fils transportant des informations en entrée, il peut produire des impulsions de contrôle pour des milliers de qubits. » modifie tout pour l’informatique quantique. « Le pseudo de gestion a été créé dans les laboratoires Microsoft Quantum du Collège de Sydney, un partenariat industriel-universitaire distinctif qui transforme la façon dont les chercheurs gèrent les difficultés technologiques. » La création d’un ordinateur quantique est probablement par de loin le travail technologique le plus difficile du XXIe siècle. Cela ne peut pas être réalisé en travaillant avec un petit groupe dans un laboratoire universitaire dans un seul pays, mais exige le niveau fourni par un géant mondial de la technologie comme Microsoft », a déclaré le professeur Reilly.« Grâce à notre collaboration avec Microsoft, nous ne nous sommes pas contentés de conseiller une architecture théorique pour surmonter le goulot d’étranglement entrée-sortie, nous l’avons construite. «Nous l’avons montré en concevant un nick en silicium personnalisé et en le couplant à un programme quantique», a-t-il expliqué. « Je suis convaincu qu’il s’agit du circuit intégré le plus sophistiqué jamais conçu pour fonctionner à de fortes températures cryogéniques. » S’ils sont réalisés, les ordinateurs quantiques garantissent de révolutionner les technologies de l’information en résolvant des problèmes au-delà de la gamme des ordinateurs traditionnels dans des domaines aussi variés que la cryptographie, les médicaments, la finance, l’intellect synthétique et la logistique. Les ordinateurs quantiques sont à un stade identique à celui des systèmes informatiques classiques dans les années 1940. Des machines comme ENIAC, le premier ordinateur numérique au monde, avaient besoin de zones de systèmes de gestion pour accomplir toute fonctionnalité utile. Il offre des années utilisées pour surmonter les défis scientifiques et technologiques qui permettent désormais à des milliards de transistors de s’intégrer dans votre téléphone portable. «Notre industrie est confrontée à des défis peut-être encore plus grands pour amener l’informatique quantique au-delà de la phase ENIAC», a déclaré le professeur Reilly. «Nous avons des chips de silicium professionnelles extrêmement complexes qui fonctionnent à 0,1 Kelvin», a-t-il déclaré. « C’est un environnement 30 fois plus froid qu’une pièce forte. » La recherche de doctorat du docteur Sebastian Pauka à l’Université de Sydney a englobé une grande partie du travail consistant à utiliser des gadgets quantiques d’interface utilisateur en utilisant le pseudo. Il a expliqué: « Travailler à des températures aussi froides signifie que nous avons un budget énergétique incroyablement réduit. Lorsque nous essayons de mettre beaucoup plus d’énergie dans le programme, nous surchauffons tout. » Pour expérimenter leur résultat, les chercheurs de Sydney et de Microsoft ont construit de loin le circuit incorporé le plus sophistiqué à utiliser à des températures cryogéniques. «Nous avons maintenant réalisé cela en concevant un système qui fonctionne à proximité des qubits sans perturber leurs opérations», a déclaré le professeur Reilly. «Les techniques actuelles de gestion des qubits sont éliminées à quelques mètres du mouvement, pour ainsi dire. Elles existent vraiment principalement à la chaleur ambiante.» Dans notre système, nous n’avons pas besoin d’apparaître comme la plate-forme cryogénique. Le pseudo est là en utilisant les qubits. Cela signifie une puissance plus faible et de meilleures vitesses. C’est un véritable système de gestion pour la technologie quantique. «