Cette semaine, Microsoft a revendiqué une percée importante dans son parcours pour construire et exploiter un ordinateur quantique viable. La grande enseigne technologique a déclaré qu'elle était en mesure de créer les bonnes circonstances dans lesquelles elle pourrait maintenir sa version d'un bit quantique, qu'elle appelle un « qubit topologique ».Comme toutes les organisations revendiquant la supériorité de l'informatique quantique, Microsoft a fait valoir que son qubit est un tremplin vers un « ordinateur quantique qui devrait être plus stable que les machines construites avec d'autres types de qubits connus, et donc évoluer comme aucun autre ». Microsoft a également déclaré que sa percée topologique qubit est la prochaine étape vers la création d'un ordinateur quantique d'un million de qubits, une étape que beaucoup conviennent être une spécification minimale nécessaire pour résoudre des problèmes à grande échelle impossibles sur les ordinateurs classiques aujourd'hui.
Microsoft a affirmé que ses chercheurs ont trouvé des preuves d'un phénomène exotique qui est la clef de ses projets de construction d'ordinateurs quantiques à usage général.
Le phénomène, connu sous le nom de "mode zéro de Majorana", devrait ouvrir la voie à l'informatique quantique topologique, l'approche technologique privilégiée par le programme Azure Quantum de Microsoft.
C'est Jennifer Langston de Microsoft qui l'a annoncé dans un billet de blog :
« Le programme Azure Quantum de Microsoft a développé des dispositifs capables de créer des propriétés quantiques que les scientifiques ont imaginées pendant près d'un siècle, mais n'ont pas été en mesure de produire sans ambiguïté dans le monde réel - jusqu'à présent. Il s'agit d'une percée scientifique clé qui démontre les éléments de base insaisissables d'un bit quantique topologique, ou qubit, que Microsoft a longtemps poursuivi comme la voie la plus prometteuse pour développer un ordinateur quantique évolutif qui lancera une nouvelle génération de capacités informatiques encore inimaginables pour les clients Azure ».
L'informatique quantique est un concept assez étrange en soi : contrairement au monde rigide du « un ou zéro » de l'informatique classique, l'informatique quantique jongle avec des bits quantiques, ou qubits, qui peuvent représenter des uns et des zéros simultanément jusqu'à ce que les résultats soient lus.
Les scientifiques affirment que l'approche quantique peut résoudre certains types de problèmes - par exemple, l'optimisation du réseau ou les simulations d'interactions moléculaires - beaucoup plus rapidement que l'approche classique. Microsoft Azure, Amazon Web Services et d'autres services basés sur le cloud utilisent déjà des systèmes hybrides pour apporter certains des avantages de l'approche quantique à des applications allant du développement de médicaments à la gestion du trafic.
Dans le même temps, Microsoft et d'autres sociétés tentent de créer du matériel et des logiciels pour des systèmes informatiques quantiques « à pile complète » qui peuvent prendre en charge une gamme d'applications beaucoup plus large. Microsoft a choisi une stratégie technologique particulièrement exotique, qui consiste à induire des états quantiques sur des fils supraconducteurs topologiques. Pour maintenir ces états quantiques stables, les fils hébergeraient des modes zéro de Majorana localisés à chaque extrémité.
Et Jennifer Langston d'indiquer que :
« S'appuyant sur deux décennies de recherche scientifique et d'investissements récents dans la simulation et la fabrication, l'équipe d'Azure Quantum a conçu des dispositifs qui leur permettent d'induire une phase topologique de la matière limitée par une paire de modes zéro de Majorana. Ces excitations quantiques n'existent normalement pas dans la nature et doivent être amenées à apparaître dans des conditions incroyablement précises.
« Les scientifiques ont cherché à créer et à observer ces excitations depuis qu'elles ont été théorisées pour la première fois en 1937. Plus récemment, ils ont réalisé que les modes zéro de Majorana peuvent jouer un rôle important dans la protection des informations quantiques et permettre un calcul fiable.
« L'équipe d'Azure Quantum a également pu produire ce qu'on appelle une phase topologique et mesurer l'écart topologique, qui quantifie la stabilité de la phase ».
Mode zéro de Majorana
Les modes zéro de Majorana sont un sujet d'intérêt théorique depuis 1937, mais pendant des décennies, ils sont restés exclusivement dans le domaine de la théorie. En 2018, une équipe de chercheurs a rapporté avoir créé le phénomène, pour se rétracter trois ans plus tard. D'autres affirmations ont également suscité la controverse, jetant le doute sur les perspectives de l'informatique quantique topologique.
L'année dernière, une analyse des données des dispositifs quantiques expérimentaux d'Azure Quantum a trouvé des signatures suggérant que les modes zéro de Majorana étaient présents aux deux extrémités d'un nanofil réglé avec précision. D'autres signatures dans les données de conductance électrique indiquaient l'ouverture et la fermeture de ce que l'on appelle un écart topologique - un autre signe révélateur indiquant une détection réussie.
« C'était...
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