Toshiba Corporation a annoncé une avancée significative dans la technologie de l’informatique quantique grâce au développement du coupleur à double transmon, une innovation destinée à améliorer les performances des ordinateurs quantiques supraconducteurs. Cette percée, réalisée en collaboration avec l’institut de recherche japonais RIKEN, a permis d’atteindre une fidélité de porte à deux qubits de 99,90 %, un standard de classe mondiale qui renforce la précision dans les opérations quantiques.

La fidélité, un indicateur clé dans l’informatique quantique, mesure la proximité d’une opération à son idéal, et des valeurs plus élevées indiquent une plus grande précision. Selon Toshiba, cette réalisation promet des avancées significatives dans des applications pratiques, telles que la neutralité carbone et le développement de nouveaux médicaments, en améliorant l’efficacité et la scalabilité des systèmes quantiques.

Technologie de pointe pour les portes quantiques

Le coupleur à double transmon est un dispositif ajustable qui connecte deux qubits supraconducteurs, permettant des opérations de porte quantique rapides et précises. Dans des tests expérimentaux, Toshiba et RIKEN ont réussi à réduire le couplage résiduel à seulement 6 kHz et un temps d’opération de porte de 48 nanosecondes, un équilibre crucial pour minimiser les erreurs et maintenir la stabilité des états quantiques.

Les qubits utilisés sont des transmons à fréquence fixe, connus pour leur simplicité structurelle et leur stabilité, ce qui facilite leur fabrication et assure une viabilité plus grande pour des échelles industrielles.

Impact et caractéristiques clés

Ce développement s’attaque aux défis fondamentaux de l’informatique quantique, comme la nécessité de temps de cohérence plus longs et la suppression des couplages résiduels. Selon les données publiées, les qubits ont atteint des temps de cohérence (T1 et T2) suffisants pour garantir des opérations stables et précises.

• Coherence : Temps de T1 jusqu’à 230 μs et de T2 de 360 μs pour les qubits, indicateurs d’une stabilité prolongée.
• Flexibilité : Des ajustements du flux magnétique externe permettent de contrôler la force du couplage entre les qubits, maximisant l’efficacité opérationnelle.
• Performance soutenue : Pendant 12 heures de tests, la fidélité des portes à deux qubits s’est maintenue à une moyenne de 99,90 %, se classant parmi les meilleurs résultats au niveau mondial.

Vers un avenir de l’informatique quantique pratique

Cette avancée a été publiée dans la prestigieuse revue Physical Review X et fait partie du projet phare Q-LEAP du Ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie du Japon. Toshiba et RIKEN visent à augmenter la fidélité des portes quantiques à 99,99 % et à développer des technologies évolutives pour des systèmes quantiques de grande taille.

Le développement de ces systèmes est clé pour résoudre des problèmes complexes qui sont hors de portée de l’informatique classique, consolidant le rôle du Japon en tant que leader dans la recherche quantique.

Un pas de plus vers l’informatique quantique avancée

Le succès du coupleur à double transmon souligne le potentiel des ordinateurs quantiques supraconducteurs dans des secteurs stratégiques, de la durabilité énergétique à la médecine personnalisée. Toshiba et ses partenaires continuent de progresser dans la conception de technologies qui promettent de transformer non seulement la science, mais aussi la façon dont nous abordons les problèmes mondiaux les plus exigeants.

source : Toshiba