Les Puces De Verre Sont L’avenir Des Ordinateurs Quantiques, Voici Une Explication

JAKARTA - IonQ, basée dans le Maryland, a lancé un nouveau type de puce dans le but d’améliorer son type de technologie informatique quantique. Son ordinateur calcule en utilisant les états quantiques des ions piégés électromagnétiquement dans l’espace près d’une puce.

Les pièges étaient auparavant fabriqués à l’aide d’un procédé de fabrication de puces de silicium, mais la société s’est maintenant tournée vers la technologie de piégeage du verre vaporisé comme moyen de construire des caractéristiques à l’échelle micrométrique dans le verre de silice fondu souvent utilisé pour fabriquer des puces microfluidiques.

La technologie de piégeage précédente, a déclaré la société, ne pouvait pas prendre en charge la nouvelle architecture quantique d’IonQ, qui est basée sur plusieurs chaînes de qubits à base d’ions. En fin de compte, disent les dirigeants d’IonQ, la chaîne d’ions à puce de verre reconfigurable permettra aux ordinateurs avec des qubits de ce nombre à trois chiffres.

« L’objectif d’un piège à ions est de déplacer les ions avec précision, de les maintenir dans l’environnement et de s’éloigner des opérations quantiques », a déclaré Jason Amini, qui dirige l’équipe des pièges à verre vaporisé chez IonQ, à spectrum.com.

Selon Amini, la structure en verre 3D et en métal que l’équipe a créée par l’équipe Amini a fait tous les trois mieux que la puce précédente. Les champs électriques qui s’écartent de la charge sur les puces à base de silicium peuvent perturber les états quantiques fins des ions, réduisant ainsi la précision des calculs quantiques.

« Mais la conception en verre vaporisé est capable de cacher n’importe quel matériau qui peut résister à la charge », dit-il. L’effet est un piège plus stable qui calcule mieux.

Un autre avantage, dit Amini, est que des pièges peuvent être mis en place pour « se débarrasser » des opérations quantiques. Dans un ordinateur piège à ions, l’état quantique de l’ion est manipulé en le tirant avec un laser.

« Nous avons dû apporter beaucoup de lumière laser à la surface », a déclaré Amini. La puce de verre « est façonnée pour permettre au laser d’entrer et de surmonter l’appareil ».

IonQ avait précédemment fait construire un piège à ions en silicium au Sandia National Laboratory au Nouveau-Mexique. Mais IonQ voulait plus de contrôle sur la technologie et la possibilité d’itérer plus rapidement sur les conceptions, a déclaré le PDG Peter Chapman.

Avec le piège à ions de verre vaporisateur à la main, IonQ a poursuivi avec une démonstration de son nouveau schéma d’informatique quantique, que Chapman appelle la première « architecture quantique multicœur reconfigurable » de l’industrie, ou RMQA. Mais ne cherchez pas trop de parallèle entre les baies de portes programmables sur le terrain et les processeurs multicœurs.

Dans cette démonstration, IonQ fonctionne comme ceci: Le piège contient quatre chaînes distinctes de 16 ions dans une ligne. Chaque chaîne peut être déplacée en position pour être manipulée par le laser, en changeant son état quantique ou enchevêtrant des groupes d’ions afin que leurs états quantiques soient liés.

« Chaque chaîne, par elle-même, est un ordinateur quantique », a déclaré Chapman. De plus, les deux chaînes peuvent être réunies pour former un noyau qui permet aux qubits d’être enchevêtrés tout au long de la chaîne (la partie reconfiguration) jusqu’à ce que finalement tous les qubits puissent être connectés pour effectuer des opérations quantiques grandes et complexes.

Ce n’est pas parfait, bien sûr. Sur les 16 ions, la technologie produit 12 qubits, explique Chapman. Les quatre autres sont des ions « liquide de refroidissement » qui corrigent les imperfections pendant le transport des ions.

Ainsi, la dernière démonstration d’IonQ donne 48 qubits. Mais il est facilement élargi en étendant le piège. Et, comme il s’agit d’informatique quantique, une petite expansion va un long chemin, ajoutant beaucoup plus de capacité avec chaque qubit ajouté.

« L’architecture vous permet d’étendre facilement à des centaines de qubits sur une seule puce », a déclaré Chapman.

Le prochain grand saut viendra des interconnexions photoniques qu’IonQ développe pour connecter des qubits sur une puce à une autre. « Une fois que vous avez fait l’attachement, la distance n’a plus d’importance », explique Chapman. « Qu’il s’agisse de plusieurs chaînes sur une puce ou d’une puce à l’autre, tout agit comme s’il s’agissait d’un gros ordinateur quantique ».