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Des scientifiques créent un ordinateur quantique dans un diamant – High-teK.ca

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Les lois fondamentales de l’univers pourraient signifier la fin de La loi de Moore dans un avenir pas trop lointain. Qu’est-ce qu’une société dont les besoins informatiques augmentent rapidement doit faire alors ? Une réponse pourrait être d’utiliser l’informatique quantique, où la nature quantique des molécules elles-mêmes est utilisée pour traiter les données. Une nouvelle expérience de l’Université de Californie du Sud (USC) pourrait avoir résolu l’un des problèmes les plus difficiles de l’informatique quantiqueet il l’a fait en construisant un ordinateur à l’intérieur d’un diamant.

Ce nouvel ordinateur ne va pas faire vos impôts de si tôt, mais il montre la viabilité des ordinateurs quantiques à semi-conducteurs pour réduire la décohérence. En termes simples, la décohérence est une perte d’informations observables, ce qui est la dernière chose que vous souhaitez dans un ordinateur. Les ordinateurs numériques sont incroyablement cohérents – si vous essayez d’additionner 1 et 1, vous obtiendrez toujours 2 – mais en raison de la décohérence, un ordinateur quantique pourrait renvoyer presque n’importe quel résultat. Dans les anciens systèmes à base de liquide et de gaz, les chercheurs devaient souvent faire face à la décohérence en raison de l’utilisation de petites particules efficaces.

L’ordinateur au diamant développé à l’USC utilise les impuretés de la structure cristalline pour constituer ses deux bits quantiques, ou qubits. La CPU vous avez toujours utilisé des transistors qui peuvent représenter les données sous la forme d’un 0 ou un 1. Un qubit peut représenter un 0 et un 1 à la fois. C’est grâce à la propriété quantique de superposition, et c’est la propriété qui pourrait un jour rendre les ordinateurs quantiques incroyablement rapides.

Puce informatique quantique en diamant à deux qubits d'USC

Puce informatique quantique en diamant à deux qubits d’USC

Les chercheurs ont utilisé un neutron comme un qubit et un électron comme l’autre. Cette paire non appariée a été utilisée afin de mesurer avec précision le niveau de décohérence. Un électron, étant plus petit, est capable de calculs plus rapides, mais souffre davantage de décohérence. Les neutrons sont plus lents, mais beaucoup plus stables. Dans l’expérience, les scientifiques ont découvert qu’une série d’impulsions micro-ondes frappant l’ordinateur en diamant « réinitialisait » les particules et réduisait la perte de données par décohérence.

À ce stade, il n’y a aucune application pratique pour un simple ordinateur quantique, et aucun test dans le monde réel pour montrer qu’il fonctionne. L’équipe de l’USC a pu prouver qu’elle avait bien construit un ordinateur quantique à l’état solide en lui fournissant un ensemble de données simple et en appliquant l’algorithme de Grover, qui est une preuve mathématique démontrant la puissance potentielle des ordinateurs quantiques. L’algorithme de Grover stipule qu’un ordinateur quantique sera capable de trouver une entrée spécifiée dans une liste non triée du premier coup, à chaque fois.

Un humain essayant de faire cela devrait parcourir la liste en vérifiant chaque entrée pour voir si c’était la bonne. En suivant cette voie, vous vérifieriez en moyenne la moitié de la liste avant de trouver la bonne entrée. Cet ordinateur incrusté de diamants a été capable de trouver le bon choix du premier coup 95 % du temps, prouvant ainsi que les chercheurs ont réussi à construire un ordinateur quantique fonctionnel. Accrochez-vous à vos transistors au silicium pendant que vous le pouvez. La prochaine étape de l’informatique se rapproche chaque jour.

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