Ses développeurs disent que le réfrigérateur peut aider à ouvrir la voie à un calcul quantique plus fiable.
PUBLICITÉLes chercheurs ont développé avec succès un réfrigérateur à froid record qui pourrait aider les ordinateurs quantiques à mieux fonctionner.
Les qubits, les unités fondamentales des ordinateurs quantiques, doivent être maintenues à des températures proches du zéro absolu pour fonctionner sans erreurs.
Une nouvelle technologie de refroidissement développée par des chercheurs de l’Université de technologie de Chalmers en Suède et de l’Université du Maryland aux États-Unis peut nous rapprocher de la réalisation du plein potentiel de l’informatique quantique.
Les systèmes de refroidissement utilisés aujourd’hui, appelés réfrigérateurs de dilution, amènent les Qubits à environ 50 millikelvins au-dessus d’Absolute Zero, selon l’Université de technologie de Chalmers.
Dans une expérience, un nouveau réfrigérateur quantique a ramené les Qubits à 22 millikelvins, un facteur 10 000 fois plus froid que la température ambiante, selon l’équipe de recherche.
Plus la plus proche de Kelvin zéro ou zéro absolu, ce qui équivaut à moins 273,15 degrés Celsius, le calcul quantique le plus fiable peut être.
Mais il devient également plus difficile d’atteindre le zéro absolu à mesure que la température est plus basse.
Le réfrigérateur est «entièrement autonome»
« Si vous pensez à quelle température est physiquement, il s’agit juste de vibrations essentielles. Et vous pouvez penser à apporter un objet qui vibre beaucoup à un état dans lequel il vibre de moins en moins jusqu’à ce qu’il reste aussi immobile que vous pouvez l’appeler absolu L’Observatoire de l’Europe Suivant.
L’équipe a réussi à rendre ces vibrations 10 000 fois plus petites, ce qui, selon elle, était un « basse record » pour les moules particuliers.
Contrairement aux systèmes de réfrigérateur de dilution qui nécessitent un contrôle externe constant, ce réfrigérateur quantique fonctionne seul une fois qu’il est configuré.
Le réfrigérateur utilise trois qubits et fonctionne sur un système où les environnements chauds et froids interagissent de manière spécifique pour éliminer la chaleur d’un qubit cible, la partie de l’ordinateur quantique qui doit être refroidi.
« L’énergie de l’environnement thermique, canalisé à travers l’un des deux qubits du réfrigérateur quantique, pompe la chaleur du qubit cible dans le deuxième qubit du réfrigérateur quantique, qui est froid », a déclaré Nicole Yunger Halpern, professeur adjoint de physique à l’Université du Maryland, dans un communiqué.
« Ce qubit froid est thermalisé dans un environnement froid, dans lequel la chaleur du qubit cible est finalement déversée ».
Gasparinetti a ajouté: « Le réfrigérateur est entièrement autonome, ce qui signifie, essentiellement, il ne nécessite que le couplage à une source chaude et froide pour fonctionner. C’est quelque chose qui contraste avec d’autres techniques qui nécessiteraient, par exemple, des impulsions provisoirement chronométrées ou d’autres formes de contrôle ».
« Donc, essentiellement, vous l’allumez, et les Qubits font froid, puis vous pouvez le désactiver et démarrer votre calcul », a-t-il déclaré.
PUBLICITÉApporter la thermodynamique de la théorie à la pratique
La thermodynamique quantique, qui combine la physique quantique et la thermodynamique, est un domaine qui a été en grande partie théorique jusqu’à présent, selon les chercheurs.
« Au cours des 50 dernières années, nous avons miniaturisé de nombreux composants, en particulier, mais pas tous des composants électriques », a déclaré Gasparinetti.
« Nous avions vraiment le désir de construire une machine quantique, une machine thermique, qui était utile », a-t-il ajouté.
Les chercheurs disent que ce réfrigérateur aide les qubits à travailler avec beaucoup moins d’erreurs et pendant des périodes plus longues dans les ordinateurs quantiques.
PUBLICITÉL’équipe a réussi à réduire le taux d’erreur de calcul quantique par 20 fois par rapport au taux d’erreur de 0,02 à 0,01.
Cela peut sembler petit, mais les chercheurs disent qu’il est important de minimiser les erreurs pour assurer des calculs fiables dans l’informatique quantique.
Plus de travail doit être fait
Les ordinateurs quantiques ont le potentiel de révolutionner les technologies fondamentales dans divers secteurs de la société, avec des applications en médecine, en énergie, en cryptage, en IA et en logistique.
Cependant, les chercheurs disent que plus de travail doit être fait afin que les ordinateurs quantiques puissent résoudre des problèmes.
PUBLICITÉ« Ces machines doivent s’améliorer dans beaucoup de choses avant qu’elles ne soient utiles. Et nous devons également aller mieux pour trouver des moyens d’utiliser ces ressources que nous avons. Nous n’avons toujours pas compris comment exploiter des ressources quantiques pour faire des calculs utiles et résoudre des problèmes utiles », a déclaré Gasparinetti.
Gasparinetti dit également qu’il y a une idée fausse répandue selon laquelle les ordinateurs quantiques remplaceront les ordinateurs classiques comme nos ordinateurs portables.
C’est une technologie qui améliorera plutôt les ordinateurs classiques pour résoudre des problèmes très spécifiques, tels que ceux liés à la logistique ou à la découverte de médicaments, et nous avons toujours besoin d’ordinateurs classiques pour faire fonctionner un ordinateur quantique, a-t-il déclaré.
« Des expériences comme celle que nous avons montrée ont montré que vous pouvez avoir plus de fonctionnalités très proches des composants quantiques, ce qui, je pense, est une tendance que nous verrons plus à l’avenir », a déclaré Gasparinetti.
PUBLICITÉLes chercheurs espèrent que plus de machines autonomes quantiques pourront être développées.
« La question suivante est quels autres problèmes pourraient être résolus de manière autonome? »
Pour en savoir plus sur cette histoire, regardez la vidéo dans le lecteur multimédia ci-dessus.
