En effectuant plusieurs calculs en même temps grâce à leur état superposé, les qubits sont capables d’accélérer la résolution de problèmes complexes. Mais quelle plateforme ou brique de base matérielle sera la plus appropriée ? Les qubits supraconducteurs, les particules élémentaires ou les ions piégés ?
La photonique apparaît comme est une piste prometteuse pour la mise en œuvre des technologies quantiques en raison de son évolutivité et de sa robustesse. C’est ce que laisserait à penser l’annonce de chercheurs de l’Université nationale Tsing Hua (NTHU). Ils ont développé le plus petit ordinateur quantique du monde. Et en plus, il utilise un seul photon de haute dimension (une particule fondamentale pour les interactions électromagnétiques) pour exécuter des algorithmes quantiques. Une première mondiale.
Pas de refroidissement massif
De la taille d’une boîte, cette machine est capable d’effectuer la factorisation des nombres premiers selon l’approche en trois étapes de « l’algorithme de Shor ». Le responsable de cette équipe a précisé que les photons peuvent maintenir des états quantiques stables à température ambiante, ce qui permet de réduire les coûts énergétiques par rapport à d’autres types d’ordinateurs quantiques qui requièrent des températures plus froides. La petite « boîte » de l’équipe taïwanaise fonctionne donc sans nécessiter de systèmes de refroidissement massifs. Une avancée intéressante pour les applications commerciales.
Les photons présenteraient donc le profil du candidat idéal de la révolution quantique. Ils possèdent des propriétés quantiques intrinsèques telles que la polarisation, la fréquence et le mode spatial. Ces deux dernières propriétés peuvent coder des états quantiques de dimension supérieure (qudits).
Moins sensibles aux interférences, ils peuvent aussi maintenir des états quantiques sur de longues distances (à travers des fibres optiques notamment). La perte d’informations et les erreurs de calcul, provoquées par les vibrations ou les champs magnétiques, sont plus faibles. Enfin, ils peuvent être facilement manipulés à l’aide d’éléments optiques linéaires (séparateurs de faisceau, déphaseurs, etc.).
L’informatique quantique photonique pourrait donc être utilisée, à terme, dans un large éventail d’applications, notamment le développement de médicaments, l’optimisation logistique, la sécurité des données et l’intelligence artificielle.
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