« Le coupleur quarton non seulement accélère la vitesse à laquelle nous pouvons lire les qubits, mais enrichit également la palette d'interactions disponibles pour les opérations quantiques », explique Yufeng « Bright » Ye, PhD '24, du MIT.
Des chercheurs du MIT ont annoncé une avancée décisive dans l'informatique quantique à Cambridge, MA, le [Date de publication, en supposant la date actuelle]. L'équipe a réalisé le couplage lumière-matière non linéaire le plus fort à ce jour, ouvrant la voie à des lectures quantiques dix fois plus rapides qu'auparavant.
Cette avancée répond à un défi crucial : la vitesse et la fidélité des opérations quantiques. Une mesure à haute vitesse est essentielle car les qubits, les éléments constitutifs des ordinateurs quantiques, sont sujets aux erreurs et à la décohérence.
L'innovation de l'équipe du MIT est centrée sur le « coupleur quarton », une conception de circuit supraconducteur. Ce coupleur génère une interaction non linéaire entre les photons et les atomes artificiels, augmentant la force des interactions d'un facteur dix.
Ce couplage plus fort permet des opérations de porte quantique et des processus de lecture plus rapides. La lecture quantique consiste à faire briller des photons micro-ondes sur un qubit ; le coupleur quarton amplifie les décalages de fréquence, permettant une mesure en quelques nanosecondes.
Les chercheurs ont intégré deux qubits supraconducteurs liés via le coupleur quarton. Cette configuration renforce les interactions photon-atome et qubit-qubit, élargissant la portée des opérations quantiques.
Ye souligne que cette percée accélère l'atteinte de la tolérance aux pannes, un seuil critique pour débloquer les applications quantiques pratiques. Cette avancée rapproche la communauté de l'informatique quantique de la réalisation d'ordinateurs quantiques tolérants aux pannes, capables d'un traitement fiable à grande échelle.
Les implications vont au-delà de la lecture accélérée, ouvrant des possibilités pour les portes multi-qubits et la génération d'intrication. Cette étape marque un pas en avant convaincant vers la réalisation des avantages considérables du calcul quantique.
L'étude, publiée dans Nature Communications, met en évidence la collaboration interdisciplinaire entre le MIT, le MIT Lincoln Laboratory et l'Université Harvard. Ce travail promet de transformer le potentiel théorique en réalité opérationnelle, accélérant l'avènement de machines quantiques pratiques.