Les scientifiques chinois ont développé une puce photonique quantique pour stimuler l’informatique quantique analogique

Les scientifiques chinois ont démontré la première « marche quantique » (quantum walks) bidimensionnelle de photons individuels dans un « espace spatial réel », ce qui pourrait apporter une plateforme puissante pour stimuler l’informatique quantique analogique.

Dans un article publié vendredi dernier dans le journal Science Advances, ils ont présenté une puce photonique tridimensionnelle avec une échelle allant jusqu’à 49 qubits, en utilisant une technique appelé écriture directe femtoseconde.

Jin Xianmin, un chercheur en communication quantique de l’Université Jiaotong de Shanghai, qui a dirigé cette étude, explique qu’il s’agit de la puce la plus grande présentée jusqu’à présent. Celle-ci permet la réalisation d’une marche quantique bidimensionnelle dans un « espace spatial réel » et l’exploration potentielle d’un grand nombre de nouvelles tâches de calcul quantique.

Jin Xianmin et ses collègues ont montré que la dimension et la taille d’un système quantique pouvaient être employées comme de nouvelles ressources permettant de stimuler la puissance de calcul quantique.

D’après eux, les ordinateurs quantiques universels ont commencé à susciter un grand intérêt l’année dernière, avec la concurrence constante d’IBM, de Google, d’Intel et de leurs rivaux pour annoncer leurs nouveaux records du nombre de qubits atteint.

Cependant, les ordinateurs quantiques universels sont loin d’être réalisables avant que la correction des erreurs et les connections complètes entre des nombres croissants de qubits puissent être réalisées.

En comparaison, les ordinateurs quantiques analogiques, ou « simulateurs quantiques », peuvent être construits de manière directe pour résoudre directement des problèmes pratiques sans correction d’erreur et être potentiellement capables de battre la puissance de calcul des ordinateurs classiques dans un avenir proche.

La marche quantique dans un tableau bidimensionnel est une approche extrêmement puissante et directe pour le calcul quantique analogique. Elle cartographie

certaines tâches de calcul dans la matrice de couplage des marches quantiques et fournit des solutions efficaces même aux problèmes classiquement insolubles.

Les avantages évidents de l’informatique quantique seront rapidement réalisables, tant que l’échelle des systèmes quantiques dépasse un niveau suffisamment grand.

Au cours des deux dernières décennies, une méthode traditionnelle et ambitieuse a été d’augmenter le nombre de photons, mais cette méthode souffre d’une génération probabiliste de photons individuels et d’une perte multiplicative, d’après les chercheurs.

Cette façon alternative ingénieuse d’augmenter les dimensions physiques externes et la complexité du système d’évolution quantique pourrait accélérer le futur calcul quantique analogique, explique Jin Xianmin.