Une Percée pour l’Ordinateur Quantique
Le College of California, Waterfront, a remporté un prix de 3,75 millions de dollars pour la recherche collaborative et la formation en laboratoire national multicampus du College of California, qui permettra à l’université de se concentrer sur la création d’une informatique quantique évolutive.
Les ordinateurs quantiques devraient surpasser considérablement les systèmes informatiques traditionnels les plus efficaces sur des tâches spécifiques, telles que la modélisation de procédures chimiques complexes, la recherche de grands nombres premiers et la création de nouvelles particules ayant des applications en médecine.
Ces systèmes informatiques conservent les informations quantiques sous forme de bits quantiques ou qubits, des systèmes quantiques pouvant exister dans 2 états différents. Pour que les ordinateurs quantiques soient pratiques, ils doivent néanmoins être « évolutifs », ce qui signifie qu’ils doivent avoir la capacité d’évoluer pour inclure beaucoup plus de qubits, ce qui permet de résoudre certains problèmes difficiles.
“L’objectif de cette tâche collaborative est d’établir un système unique pour l’informatique quantique qui soit véritablement évolutif autant que de nombreux qubits”, a déclaré Boerge Hemmerling, professeur adjoint de physique et d’astronomie à l’UC Waterfront et principal chercheur principal des trois -année de projet. « La technologie actuelle de l’informatique quantique est loin de contrôler expérimentalement un grand nombre de qubits requis pour l’ordinateur tolérant aux pannes. Cela contraste fortement avec ce qui a été accompli dans les puces informatiques standard dans un ordinateur classique. »
Le groupe d’étude de Hemmerling utilisera sans aucun doute une technologie moderne entièrement nouvelle pour le projet, telle que la technologie moderne d’impression 3D du Lawrence Livermore National Laboratory, ou LLNL, pour fabriquer des pièges à ions à microstructure. Les ions, qui sont des particules atomiques chargées, stockent des qubits. Les informations quantiques sont transférées lorsque les ions déplacent une prise spécialement créée. Les ions capturés sont considérés comme ayant la possibilité la plus efficace de comprendre l’informatique quantique.
UC Berkeley, UCLA et UC Santa Barbara participeront également avec UCR, agissant en tant que planificateur de projet. L’UC Berkeley fera la démonstration de passerelles quantiques haute fidélité avec les pièges à ions ; L’UCLA développera et testera l’assimilation des fibres optiques avec les pièges ; L’UC Santa Barbara évaluera sans aucun doute les pièges dans les atmosphères cryogéniques et montrera la navette des chaînes d’ions, et les installations du laboratoire national de recherche Lawrence Berkeley seront également utilisées pour définir et établir des produits. UCR démontrera des systèmes de refroidissement simplifiés et vérifiera la possibilité de capturer des électrons avec ces pièges.
“Nous avons ci-dessous une possibilité unique de rejoindre de nombreuses équipes au sein du système UC et de combiner leurs compétences pour créer quelque chose de plus grand qu’une équipe solitaire ne peut atteindre”, a déclaré Hemmerling.
Le prix de l’UCR est le résultat du concours 2020 du programme de recherche sur les frais de laboratoire de l’Université de Golden State. Six propositions, totalisant plus de 21 millions de dollars sur trois ans, ont été attribuées dans trois sites d’étude ciblés qui tirent parti de la synergie entre l’UC et les laboratoires nationaux : étude de recherche sur les accélérateurs, science de l’information quantique et recherche sur les incendies de forêt.
“Nous nous attendons à ce que les captures d’ions imprimées en microstructure en 3D surpassent certainement les pièges à ions utilisés aujourd’hui en termes d’espace-temps de stockage des ions et de capacité à préserver et à ajuster les informations quantiques”, a déclaré Hemmerling. « Plus particulièrement, nos structures illustrées seront évolutives, car nous prévoyons de développer des variétés de prises interconnectées, comparables au style de circuit intégré traditionnel très réussi. Nous voulons établir ces pièges uniques imprimés en 3D comme un appareil de laboratoire typique pour l’informatique quantique avec des rénovations importantes face à la technologie moderne actuellement utilisée.
Hemmerling a affirmé que le projet d’étude devrait rapprocher les chercheurs de la reconnaissance d’un système informatique quantique évolutif.
« De nombreuses méthodes informatiques quantiques, bien que très attrayantes, n’ont toujours pas réussi à fournir un système évolutif qui effectue des calculs bénéfiques », a-t-il déclaré. « Si nous souhaitons construire un appareil qui fait quelque chose de précieux, nous devons prendre en considération de nouveaux itinéraires. C’est une nouvelle voie réalisable.
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