Au-delà des seuils de tolérance de pannes sont décisifs de fidélité galiléennes de silicium d’ordinateurs quantiques JuanDian, rédacteur en chef

by Yvon
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Les scientifiques de ces trois équipes ont fait une percée importante dans le développement d’ordinateurs quantiques tolérants aux pannes. Ils ont examiné la fidélité d’une porte en silicium à deux qubits, dépassant le seuil des ordinateurs tolérants aux pannes (99 %). Les résultats confirment que l’informatique quantique puissante et fiable dans le silicium devient une réalité. La recherche montre également que les ordinateurs quantiques en silicium sont des candidats prometteurs pour le développement à grande échelle des ordinateurs quantiques, tout comme la supraconductivité et les pièges à ions.

Un groupe de chercheurs de l’université de Nouvelle-Galles du Sud, en Australie, a créé une opération logique quantique universelle à deux qubits entre deux spins nucléaires formés par un donneur de phosphore, qui a été introduit dans le silicium par des méthodes d’injection d’ions standard. Ils ont vérifié les performances du processeur quantique à l’aide d’une méthode appelée « tomographie quantique par ensembles de portes » (GST), qui atteint une fidélité de 99,95 % pour un bit quantique et de 99,37 % pour deux bits quantiques.

L’équipe de l’université technologique de Delft, aux Pays-Bas, a utilisé des matériaux formés par l’empilement d’alliages de silicium et de silice-germanium pour créer un système à deux qubits dans lequel les informations quantiques sont codées dans des spins d’électrons confinés dans des points quantiques, atteignant finalement une fidélité de 99,87 % pour un seul bit quantique et de 99,65 % pour deux bits quantiques.

L’équipe de l’Institut japonais de chimie a suivi une voie similaire, utilisant le même matériau empilé produit par l’équipe de Delft pour créer des bits quantiques à deux électrons, atteignant une fidélité de 99,8 % pour un bit quantique et de 99,5 % pour deux bits quantiques. Les résultats permettent aux bits quantiques de spin de faire face aux circuits supraconducteurs et aux pièges à ions pour la première fois en termes de performances générales de contrôle quantique.

Au cours d’expériences menées en collaboration, l’équipe de recherche des Pays-Bas et du Japon a découvert qu’une propriété connue sous le nom de fréquence de Rabi est essentielle aux performances des systèmes de calcul quantique. Ils ont également trouvé une plage de fréquences où la porte vers un bit quantique a une fidélité de 99,8 % et la porte vers deux bits quantiques une fidélité de 99,5 %, atteignant ainsi le seuil requis.

Les chercheurs ont démontré qu’ils pouvaient effectuer des opérations universelles, ce qui signifie que toutes les opérations fondamentales qui composent l’informatique quantique, y compris les opérations sur les bits quantiques simples et doubles, peuvent être effectuées avec une fidélité de porte supérieure au seuil de correction des erreurs.

Pour tester les performances du nouveau système, les chercheurs ont également utilisé l’algorithme deutsch-j ó zsa à deux bits quantiques et l’algorithme de recherche de Grover. Les deux algorithmes ont produit des résultats corrects avec une fidélité de 96 à 97 %, démontrant ainsi que les ordinateurs quantiques en silicium peuvent effectuer des calculs quantiques de haute précision.

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