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Une puce photonique améliore le calcul quantique

Antoine Cappelle
Une puce photonique améliore le calcul quantique

Représentation graphique d'une marche quantique à deux photons.

© Université de Bristol

Les bits quantiques ne sont pas binaires, mais peuvent se trouver simultanément dans plusieurs états. Exploiter cette propriété ouvre la voie à des calculs toujours plus complexes.

L’ordinateur quantique pourrait-il voir le jour plus rapidement que prévu ? C’est l’avis du professeur Jeremy O’Brien, directeur du centre de photonique quantique de l’Université de Bristol. D’après lui, l’estimation largement répandue de 25 ans pourrait être revue à la baisse grâce à une puce photonique développée par son équipe de recherche. Il avance que dans moins de dix ans des ordinateurs pourront effectuer des calculs complexes allant au-delà des capacités des ordinateurs actuels.

L’informatique actuelle est basée sur un système binaire : un bit peut être égal à 0 ou 1. Mais en utilisant les propriétés quantiques du photon, un bit ''quantique'' peut se trouver dans plusieurs états à la fois : un moyen de manipuler plus d’informations en même temps. La puce mise au point par les chercheurs utilise deux photons se déplaçant sur un réseau de circuits.

L’idée avait déjà été exploitée avec un seul photon. En ajouter un second permet de multiplier la complexité des calculs de façon exponentielle : si une ''marche quantique'' à un photon peut donner dix résultats, deux photons en donnent cent. L’ajout d’un photon est difficile : cela implique notamment de tenir compte des interactions entre les deux particules. Des phénomènes qui n’ont aucun équivalent hors de la physique quantique. Mais une fois ce premier pas effectué, la voie vers des systèmes multi-photons est toute tracée.

L’équipe s’apprête à appliquer cette invention à de nouveaux outils de simulation pour son laboratoire, et à la complexifier grâce à de plus grands circuits. A plus long terme, il serait possible de développer des ordinateurs quantiques capables de simuler des procédés eux-mêmes basés sur la physique quantique, tels que la supraconductivité ou la photosynthèse.

Antoine Cappelle

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