Pour réduire les taux d’erreur dans les ordinateurs quantiques, parfois plus c’est mieux. Plus de qubits, c’est-à-dire.
Les bits quantiques, ou qubits, qui composent un ordinateur quantique sont sujets à des erreurs qui pourraient rendre un calcul inutile s’il n’est pas corrigé. Pour réduire ce taux d’erreur, les scientifiques visent à construire un ordinateur capable de corriger ses propres erreurs. Une telle machine combinerait les pouvoirs de Plusieurs qubits faillibles en un qubit amélioré, appelé « qubit logique », qui peut être utilisé pour effectuer des calculs (SN : 22/06/20).
Les scientifiques ont maintenant démontré une étape clé dans la correction d’erreurs quantiques. La mise à l’échelle du nombre de qubits dans un qubit logique peut le rendre moins sujet aux erreurs, rapportent des chercheurs de Google le 22 février dans Nature.
Les futurs ordinateurs quantiques pourraient résoudre les problèmes impossible même pour les ordinateurs traditionnels les plus puissants (SN: 29/06/17). Pour construire ces puissantes machines quantiques, les chercheurs conviennent qu’ils devront utiliser la correction d’erreur pour réduire considérablement les taux d’erreur. Alors que les scientifiques ont déjà démontré que Ils peuvent détecter et corriger des erreurs simples dans les ordinateurs quantiques à petite échelle, la correction d’erreurs en est encore à ses débuts (SN: 10/4/21).
La nouvelle avancée ne signifie pas que les chercheurs sont prêts à construire un ordinateur quantique entièrement corrigé des erreurs, « cependant, cela démontre qu’il est effectivement possible que la correction d’erreur fonctionne fondamentalement », a déclaré le physicien Julian Kelly de Google Quantum AI lors d’une conférence de presse le 21 février.
Les qubits logiques stockent les informations de manière redondante dans plusieurs qubits physiques. Cette redondance permet à un ordinateur quantique de vérifier si des erreurs sont apparues et de les corriger à la volée. Idéalement, plus le qubit logique est grand, plus le taux d’erreur devrait être faible. Mais si les qubits d’origine sont trop défectueux, en ajouter plus causera plus de problèmes qu’il n’en résoudra.
En utilisant la puce quantique Sycamore de Google, les chercheurs ont étudié deux tailles différentes de qubits logiques, l’une composée de 17 qubits et l’autre de 49 qubits. Après avoir apporté des améliorations constantes aux performances des qubits physiques d’origine qui composent l’appareil, les chercheurs ont compté les erreurs qui se sont encore glissées. Le plus grand qubit logique avait un taux d’erreur plus faible, environ 2,9% par tour de correction d’erreur, par rapport au taux de qubit logique plus petit d’environ 3,0%, ont constaté les chercheurs.
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Cette petite amélioration suggère que les scientifiques se lancent enfin sur la pointe des pieds dans le régime où la correction des erreurs peut commencer à étouffer les erreurs en les intensifiant. « C’est un objectif majeur à atteindre », explique le physicien Andreas Wallraff de l’ETH Zurich, qui n’a pas participé à la recherche.
Cependant, le résultat est seulement sur le point de montrer que la correction d’erreur s’améliore à mesure que les scientifiques se développent. Une simulation informatique des performances de l’ordinateur quantique suggère que, si la taille du qubit logique était encore augmentée, son taux d’erreur s’aggraverait. Des améliorations supplémentaires aux qubits défectueux d’origine seront nécessaires pour permettre aux scientifiques de vraiment capitaliser sur les avantages de la correction d’erreur.
Pourtant, les jalons dans le calcul quantique sont si difficiles à atteindre qu’ils sont traités comme des sauts de perche, dit Wallraff. Vous visez juste à peine à franchir la barre.
