La Chine dévoile un système quantique de 18 qubits qui exploite 3 degrés de liberté de 6 photons
Et aurait atteint un niveau d'intrication maximal

Le , par Christian Olivier, Chroniqueur Actualités
Des chercheurs de l’Université des sciences et technologies de la province d’Anhui en Chine (USTC) ont annoncé avoir atteint l’état d’enchevêtrement quantique (encore appelé intrication quantique) maximal avec un système quantique de 18 qubits, un exploit qu'aucune autre équipe de recherche au monde n’aurait réussi à réaliser jusqu’à présent. D’après ces chercheurs, ce type de configuration expérimentale pourrait permettre de réaliser certains calculs quantiques qui n’appartenaient encore qu’au domaine de la théorie.

Rappelons qu'un ordinateur quantique utilise les propriétés quantiques de la matière, telles que la superposition et l’intrication afin d’effectuer des opérations sur des données. À la différence d’un ordinateur classique basé sur des transistors et qui travaille sur des données binaires (codées sur des bits, valant 0 ou 1), le calculateur quantique travaille sur des qubits dont l’état quantique peut posséder plusieurs valeurs. Ses caractéristiques devraient lui permettre de décupler ses performances de calcul.

Plusieurs techniques permettent de créer des qubits et d’aborder le développement d’un ordinateur quantique. À titre d’exemple, on peut citer :

  • la technologie des qubits basés sur les fermions de Majorana dans laquelle Microsoft fonde beaucoup d’espoir ;

  • la technologie des qubits supraconducteurs soutenue par de grands noms de l’industrie tels que Google, IBM ou Intel. Elle permet de créer des qubits à partir d’un circuit supraconducteur qui produit un effet quantique quand il est amené à une température proche du zéro absolu ;

  • la technologie des qubits en silicium permettant de matérialiser des qubits par le spin d’un électron figé dans le canal d’un transistor CMOS.


La Chine de son côté semble avoir opté pour les qubits photoniques. En exploitant cette technique, les chercheurs de ce pays sont parvenus à créer un système quantique de 18 qubits ayant atteint un niveau d’intrication maximal. Ce système quantique utilisant six photons tire parti de trois degrés de liberté quantiques différents (trajectoire, polarisation et moment angulaire orbital) de manière indépendante et pour chaque photon afin d’obtenir ces 18 qubits.

Lorsqu’un qubit est codé dans une particule, il est codé dans l’un des états dans lequel la particule peut basculer, comme sa polarisation ou son spin quantique. Chacun de ces états définit un « degré de liberté ». Une expérience quantique typique implique un seul degré de liberté pour toutes les particules impliquées. Mais les particules comme les photons ont de nombreux degrés de liberté, ce qui permet au système quantique basé sur des qubits photoniques de contenir beaucoup plus d’informations avec un nombre réduit de particules.

« C’est comme si vous aviez pris six bits dans votre ordinateur et que chacun de ses bits avait triplé la quantité d’informations qu’il pouvait contenir », a déclaré Sydney Schreppler, une spécialiste en physique quantique de l’Université de Californie dont le siège se trouve à Berkeley.

Précisons au passage que l’intrication quantique décrit un phénomène dans lequel deux ou plusieurs qubits peuvent en théorie s’influencer simultanément quelle que soit la distance qui les sépare. C’est une propriété fondamentale dans le calcul quantique puisqu’elle permet de lier les qubits les uns aux autres. Toutefois, cet effet s’avère extrêmement délicat et les chercheurs doivent encore faire face aux effets de la décohérence quantique se rapportant à la destruction des états quantiques par des interférences extérieures s’ils souhaitent utiliser ce phénomène pour toutes les applications.

Reste à savoir si tous les qubits intriqués interagissent de manière égale ou s’il existe des différences entre les interactions de qubits pour une même particule ou à travers les différents degrés de liberté.

Source : Journal APS, Scientific American

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Avatar de a0rk1 a0rk1 - Membre à l'essai https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 8:20
Si j'ai rien compris c'est que j'ai compris ?
Avatar de olikaf olikaf - Nouveau membre du Club https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 9:21
C'est clair que c'est un autre monde... :-)
Avatar de 23JFK 23JFK - Membre expérimenté https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 10:20
En résumé, ils font des qubits qui permettent de faire des calculs en base 3 plutôt qu'en base 2.
Avatar de onilink_ onilink_ - Membre éclairé https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 10:45
Citation Envoyé par 23JFK Voir le message
En résumé, ils font des qubits qui permettent de faire des calculs en base 3 plutôt qu'en base 2.
Absolument rien à voir. On sait déjà faire des circuits électroniques en base 3 (logique ternaire) et ça n'a que très peu d’intérêt quand on compare a ce que des qubits permettent de faire.

Les qubits ça permet de totalement changer de paradigme, grâce a l'intrication et a la superposition d'état. Ça permet d'écrire des algorithmes qui n'existent juste pas sur des bits traditionnels, qu'ils soient en base 2, en base 3, ou en base ce que tu veux (ça ne change rien au paradigme).
Mais bon après je voudrais pas dire de bêtises donc je te laisse aller regarder sur google
Avatar de Itachiaurion Itachiaurion - Membre régulier https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 11:02
Et du coup quand est ce qu'on doit s'inquiété pour tous les systèmes de chiffrements qui vont sauter quand la chine fera son super ordinateur quantique pour prendre le contrôle du monde? Nan parce que ça fait un moment qu'on nous dit que ça va sauté, sauf que pour le moment ça fait un peu comme l'IPv6, on cache la tête dans le sable et attends la catastrophe.
Avatar de onilink_ onilink_ - Membre éclairé https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 11:24
Citation Envoyé par Itachiaurion Voir le message
Et du coup quand est ce qu'on doit s'inquiété pour tous les systèmes de chiffrements qui vont sauter quand la chine fera son super ordinateur quantique pour prendre le contrôle du monde? Nan parce que ça fait un moment qu'on nous dit que ça va sauté, sauf que pour le moment ça fait un peu comme l'IPv6, on cache la tête dans le sable et attends la catastrophe.
En fait, ça fait de nombreuses années que le coup a été prévu, avec la Cryptographie post-quantique.
Le désavantage, c'est que les calculs sont beaucoup plus lourds que ce que l'on utilise actuellement.

Mais l'autre truc cool, c'est qu'il est possible théoriquement de faire des protocoles inviolables en utilisant de la Cryptographie quantique.
Le soucis, c'est que techniquement on en est encore très loin pour une utilisation réelle, et ce n'est même pas sur que les particuliers y aient accès un jour.
Avatar de Voïvode Voïvode - Membre émérite https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 13:12
@Itachiaurion
Clairement, nous n'en sommes pas encore là. Les processeurs quantiques ne sont même pas au stade des premiers ordinateurs de l'histoire, si un parallèle est possible. Personne n'est encore vraiment sûr de la faisabilité technique de la chose. Ces machines sont des expériences pour confronter nos connaissances théoriques à la réalité, ni plus, ni moins. Les résultats peuvent largement dépasser les attentes, comme ils peuvent complètement remettre en question la physique quantique.

La communication organisée autours de ces projets existe pour renforcer le prestige des marques/labos/pays et attirer les investisseurs, essentiellement.

Ce que les Chinois ont réussi à faire, c'est augmenter la puissance de calcul théorique d'une machine encore mal définie. Ils font mieux que les autres, mais sans faire avancer le schmilblick.
Avatar de Carpet Carpet - Membre à l'essai https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 13:27
Il est dommage que la presse n'adopte pas une terminologie plus adéquate pour parler des systèmes quantiques. Le fait d'utiliser "ordinateur" laisse tout à chacun penser que l'on va fabriquer des machines "tout propos", des machines de turing qui bénéficieraient magiquement d'une explosion de leur puissance de calcul en utilisant les spécificités du calcul quantique. De ce que j'en comprends, ce n'est pas le cas : les calculateurs quantiques ne permettront un gain de temps que sur certaines classes de problèmes : cryptographie (factorisation en nombres premiers), simulation de physique (physique quantique, recuits), certains problèmes d'optimisation, recherche dans des bases de données.. Tout ça pour dire qu'à priori ça ne fera jamais tourner "word" plus rapidement. Si je comprends bien également, autant l'on arrive à envisager sérieusement les machines spécialisées pour certaines classes de ces problèmes, autant la mise au point de calculateurs "généralistes" (mais généralistes au sens : utilisable pour toutes les classes d'algo quantiques - pas généraliste "tout court") relève encore d'un challenge supérieur.
Avatar de aladdin20 aladdin20 - Membre à l'essai https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 14:09
@23JFK
Pas vraiment, si un bit a une valeur 0 ou 1, il est dénombrable, par analogie on peut le comparer à l'ensemble N en mathématique (des points linéaire)
Un qbit, peut prendre en même temps une infinité de valeurs, on peut le comparer avec l'ensemble R (indénombrable) (une droite)
Mais ce que les chinois on réaliser, R multiplié par 3, c'est un espace R trois dimensionnel (un volume)
Avatar de 23JFK 23JFK - Membre expérimenté https://www.developpez.com
le 19/07/2018 à 14:24
Citation Envoyé par onilink_ Voir le message
Absolument rien à voir. On sait déjà faire des circuits électroniques en base 3 (logique ternaire) et ça n'a que très peu d’intérêt quand on compare a ce que des qubits permettent de faire.

Les qubits ça permet de totalement changer de paradigme, grâce a l'intrication et a la superposition d'état. Ça permet d'écrire des algorithmes qui n'existent juste pas sur des bits traditionnels, qu'ils soient en base 2, en base 3, ou en base ce que tu veux (ça ne change rien au paradigme).
Mais bon après je voudrais pas dire de bêtises donc je te laisse aller regarder sur google

J'ai mentionné qubit, pas bit. Vos circuits ternaires d'electronique n'invalident pas mon propos.
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