La miniaturisation des ordinateurs quantiques progresse rapidement, et les chercheurs viennent de franchir une nouvelle étape en développant un ordinateur quantique basé sur un seul photon, promettant de bousculer le domaine.
Un photon à calculer ? C’est le défi relevé par les scientifiques taïwanais, qui ont développé une machine capable d’effectuer des calculs grâce à la lumière, sans nécessiter de refroidissement extrême.
Les ordinateurs quantiques traditionnels utilisent des qubits capables de superposition quantique, mais ils nécessitent des températures proches du zéro absolu, un obstacle majeur. Ce nouveau dispositif propose une approche photonique innovante : un photon unique, guidé dans une fibre optique, stocke et traite données dans 32 états quantiques différents, éliminant ainsi le besoin de températures extrêmes. La technologie photonique offre une alternative énergétique plus efficace, sans l’encombrement des énormes réfrigérateurs quantiques. Ce prototype ouvre la voie à des ordinateurs quantiques compacts, adaptés aux environnements courants.
Comparé aux qubits basés sur des ions piégés, cet appareil est plus stable. Ces qubits sont très sensibles aux perturbations et nécessitent des systèmes de refroidissement et des lasers sophistiqués. Dans ce nouvel ordinateur, de la taille d’une boîte, la lumière fait le calcul, et ses 32 états quantiques augmentent considérablement sa puissance de traitement tout en restant miniaturisé.
Les applications potentielles sont vastes. Cette innovation pourrait transformer des domaines tels que la logistique, l’intelligence artificielle, sécurité des données et leindustrie pharmaceutique.
De nouveaux progrès sont attendus. L’équipe espère accroître encore la capacité de calcul pour résoudre des problèmes plus complexes, tout en développant des réseaux de communications quantiques.
Qu’est-ce qu’un ordinateur quantique ?
Un ordinateur quantique utilise les principes de mécanique quantique effectuer des calculs de manière fondamentalement différent ordinateurs classiques. Contrairement aux bits, qui prennent la valeur 0 ou 1, les qubits exploitent des phénomènes comme la superposition, leur permettant d’exister simultanément dans plusieurs états. Cette capacité permet un traitement parallèle des données, inaccessible par les systèmes traditionnels.
Les qubits profitent de l’intrication, un phénomène dans lequel deux qubits, même éloignés l’un de l’autre, restent liés. Si l’état de l’un change, l’autre s’ajuste instantanément, quelle que soit la distance. Grâce à cette interconnexion, un ordinateur quantique peut effectuer des calculs complexes, comme la modélisation moléculaire ou le cryptage, nécessitant de l’énergie exponentiel.
Pour qu’un ordinateur quantique soit efficace, les qubits doivent rester stables. La plupart des systèmes nécessitent des températures proches du zéro absolu (-273°C) pour limiter les perturbations, ce qui nécessite une infrastructure coûteuse et volumineuse. Cependant, de nouvelles approches comme le calcul photonique, qui utilise des photons à température ambiante, offrent des solutions prometteuses pour rendre cette technologie plus accessible.