Mardi, la startup d'informatique quantique Quera a présenté une feuille de route qui apportera une correction d'erreurs à l'informatique quantique en seulement deux ans et permettra des calculs utiles l'utilisant d'ici 2026, des années avant qu'IBM envisage de proposer l'équivalent. Normalement, ce genre de chose devrait être considéré comme un battage médiatique. Sauf que la société est Quera, qui est une spin-off du laboratoire Harvard Universeity qui a démontré sa capacité à identifier et à gérer les erreurs à l'aide d'un matériel de conception similaire à celui que Quera construit.

A noter également : Quera utilise le même type de qubit qu'une startup rivale, Atom Computing, a déjà étendu à plus de 1 000 qubits. Ainsi, même si cette annonce doit être considérée avec prudence (plusieurs entreprises ont promis une évolution rapide mais n’ont pas tenu leurs promesses), il existe certaines raisons pour lesquelles elle doit également être prise au sérieux.

C'est un piège!

Les qubits actuels, quelle que soit leur conception, sont sujets à des erreurs lors des mesures, des opérations ou même lorsqu'ils sont simplement là. Bien qu'il soit possible d'améliorer ces taux d'erreur afin de pouvoir effectuer des calculs simples, la plupart des spécialistes du domaine sont sceptiques quant à la possibilité de réduire suffisamment ces taux pour permettre d'effectuer des calculs élaborés qui rempliraient les promesses de l'informatique quantique. Le consensus semble être que, en dehors de quelques cas extrêmes, un calcul utile nécessitera des qubits corrigés des erreurs.

Les qubits corrigés des erreurs répartissent des bits individuels d'informations quantiques sur plusieurs qubits matériels et les connectent à des qubits supplémentaires qui permettent l'identification et la correction des erreurs. En conséquence, ces « qubits logiques » peuvent nécessiter une douzaine de qubits matériels ou plus pour fonctionner suffisamment bien pour être utiles. Cela signifie donc générer du matériel avec des milliers ou des dizaines de milliers de qubits, chacun avec un taux d'erreur suffisamment faible pour garantir que nous pouvons détecter et corriger tout problème avant qu'il ne ruine les calculs.

IBM et plusieurs de ses concurrents utilisent des appareils électroniques appelés transmons comme qubits matériels. Les transmons sont relativement simples à contrôler et leur qualité s'améliore de manière itérative à mesure que les entreprises acquièrent de l'expérience dans la fabrication d'appareils. Mais leur contrôle nécessite un câblage volumineux et est suffisamment grand pour que tout processeur quantique utile nécessite l'intégration de plusieurs puces contenant des transmons.

Quera et d'autres sociétés ont opté pour des qubits basés sur des atomes neutres, les atomes individuels étant retenus dans des pièges formés par des faisceaux laser. Ceux-ci présentent plusieurs avantages. Contrairement aux transmons, les atomes ne souffrent pas de variations d'un appareil à l'autre et ils sont incroyablement compacts : plusieurs milliers peuvent potentiellement être contenus dans un centimètre carré. Les qubits basés sur le spin d'un noyau atomique conservent également leurs informations pendant un temps relativement long avant de subir une erreur (le « temps long » signifiant ici plus d'une seconde). Les opérations et les lectures peuvent également être effectuées à l'aide de lasers, éliminant ainsi tout problème de câblage.

Enfin, les atomes peuvent être déplacés, permettant potentiellement à n’importe quel atome d’être intriqué avec un autre. Cela offre un degré de flexibilité impossible avec le câblage permanent utilisé pour connecter les transmons.