Ordinateur quantique La petite histoire Comprendre simplement Domaines de présence Son interprétation dans l'avenir Les références Mais encore …

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© Quantronium, CEA

La petite histoire  Up Page Origine, raisons, hasard

Comprendre simplement  Up Page Vulgarisation, de 7 à 77 ans

Domaines de présence  Up Page Qu-bits On sait qu'une des difficultés rencontrées par les concepteurs de calculateurs quantiques tient à la difficulté de conserver l'état de superposition d'un Qu-bit dans un conducteur suffisamment longtemps pour procéder à un calcul. Récemment, trois équipes ont annoncé avoir progressé dans cette direction. La première est celle de Daniel Estève au CEA, responsable du Groupe Quantronique. Citons le CEA: "Mais cette superposition ne supporte aucune interaction avec le monde extérieur non quantique, notamment avec un système de mesure. Les chercheurs ont contourné cette difficulté en isolant le qubit pendant sa manipulation, effectuée par des impulsions radiofréquence, puis en le branchant au système de mesure pour en déterminer l'état. La durée de vie de ce qubit : 0,5 microseconde ! Court, mais suffisant pour envisager la construction d'une porte logique quantique afin de commencer les calculs par ordinateur sur le mode quantique.". Le Commissariat à l'Energie Atomique marque ainsi son avance dans un domaine d'avenir apparemment très prometteur. Deux autres équipes doivent aussi être citées : le laboratoire de Siyuan Han à l'université du Kansas et une équipe du National Institute of Standards and Technology (NIST) à Boulder.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page Monde futur NTT, l’opérateur téléphonique historique du Japon, et l’Agence Japonaise pour la Science et la Technologie (JST) ont réussi à renverser un flux de supracourant (en état de transition quantique) en un procède d’absorption d’un, deux, et trois photons, par l’irradiation d’un flux supraconducteur de qu-bits avec des photons micro-ondes en résonance. Dans des résultats présentes le 13 septembre 2004 à l’Université d’Aomori, NTT a confirmé que la mécanique quantique, appliquée d’ordinaire aux objets microscopiques tels que les particules élémentaires et les atomes, peut également être appliquée à l’état macroscopique d’un flux supraconducteur de qu-bits d’une taille de six microns. Le qu-bit est composé de trois jonctions de Josephson, à une échelle inférieure au micromètre, et obéit aux lois de la mécanique quantique. NTT prévoit déjà d’améliorer le temps de cohérence d’un qu-bit, pour peut-être s’approcher progressivement de la réalisation d’un ordinateur quantique.

Les références  Up Page Réseau Pepe Automates Intelligents BE Japon BE Royaume-Uni   Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les "trois pôles d'intérêts", en psychologie)_ c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.   Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

Mais encore …  Up Page Cambridge L'équipe du laboratoire Hitachi-Cambridge a développé pour la première fois un nouveau support de silicium pour le calcul quantique : une charge localisée quantique qubit sur une couche de silicium. Après quatre années de recherche, cette structure est la première étape vers l'ordinateur quantique fonctionnant selon une technologie au silicium. Le plus puissant superordinateur pourrait devenir obsolète dans un futur proche, grâce à une approche totalement différente du processus de l'information. Dans un ordinateur classique, l'unité de base est le "bit" qui ne peut exister que sous deux formes, 1 ou 0. L'ordinateur quantique utilise le bit quantique ou qubit qui peut être la superposition des états, une sorte de mélange simultané de 0 et de 1. Le qubit est aussi soumis à la cohérence quantique. Quand deux ou plus sont en cohérences, ils se comportent comme un seul système, par conséquence l'état d'un qubit dépend directement de l'état des autres. Théoriquement la puissance de calcul d'un système à information quantique augmente exponentiellement alors que le système binaire conventionnel croît linéairement. Bien que les divers principes du calcul quantique soient établis, il reste un vaste chemin à parcourir avant de pouvoir travailler sur son ordinateur quantique. En 2002 IBM est arrivé à factoriser le nombre 15 en utilisant 7 qubits. Cependant la durée de vie des qubits étaient très limitée dû à leur grande instabilité. De vastes possibilités s'offrent pour les utilisations gourmandes en puissance de calcul comme la bioinformatique pour simuler le cerveau humain, la météorologie et surtout les systèmes de décodages militaires. L'une des approches pour construire l'ordinateur quantique dit à "état solide" (c'est-à-dire physiquement utilisable) est de placer les états quantiques artificiels d'atomes et de molécules sur un système support semi-conducteur. C'est ce que l'équipe scientifique, en collaboration avec l'entreprise Hitachi, est arrivée à créer en isolant une double charge quantique localisée, soit un qubit, sur un support au silicium. Pour obtenir un circuit quantique viable, il est indispensable d'avoir au moment voulu un nombre suffisant de qubits cohérents, de pouvoir contrôler les interactions entre les qubits pour former une architecture et enfin de pouvoir les assimiler dans un circuit de mesure. Toutes ces opérations (initialisation, manipulation et mesure) ont été achevées : une porte électrique ("electrical gate") qui permet de créer localement un champ électrique avec une grande précision assure l'initialisation et la manipulation et un transistor à simple électron permet la mesure du résultat. Le système créé a fourni un long temps de cohérence qui n'était pas attendu et offre une bonne souplesse pour être placé sur des circuits à deux dimensions comme les microprocesseurs conventionnels. Les Docteurs Gorman et Hasko de l'Université de Cambridge sont donc parvenus à élaborer le point de départ pour passer d'un système quantique élémentaire à un système quantique plus développé et complexe. Il faudra toutefois attendre encore un peu avant de pouvoir introduire une carte mère quantique dans son ordinateur.