Bitcoin approche le moment de la « tyrannie des nombres » à mesure que le matériel quantique mûrit

Le matériel quantique en est à la phase de preuve de concept, mais des goulots d’étranglement en ingénierie signifient que des systèmes pratiques et à grande échelle restent à des décennies.

Résumé

• Six plateformes quantiques de premier plan progressent de démonstrations en laboratoire vers des systèmes intégrés précoces, évoquant l’ère des premiers transistors dans l’informatique classique.
• La montée en puissance jusqu’à des millions de qubits nécessite des avancées dans les matériaux, la fabrication, le câblage, la cryogénie et le contrôle automatisé pour maîtriser les taux d’erreur.
• Les chercheurs anticipent une trajectoire de plusieurs décennies, avec une préparation variable selon le cas d’usage dans l’informatique, la mise en réseau, la détection et la simulation.

La technologie quantique est entrée dans une étape clé de développement similaire à l’époque des premiers transistors, selon une analyse conjointe menée par des chercheurs de plusieurs institutions.

Des scientifiques de l’Université de Chicago, du MIT, de Stanford, de l’Université d’Innsbruck et de la Delft University of Technology ont évalué six plateformes matérielles quantiques dans l’étude, notamment les qubits supraconducteurs, les ions piégés, les atomes neutres, les défauts de spin, les quantum dots semi-conducteurs et les qubits photoniques.

La technologie quantique quitte le laboratoire

Le rapport a documenté la progression des expériences de preuve de concept vers des systèmes au stade initial, avec des applications potentielles en informatique, communication, détection et simulation, selon les chercheurs.

Les applications à grande échelle telles que les simulations complexes en chimie quantique nécessitent des millions de qubits physiques et des taux d’erreur bien au-delà des capacités actuelles, ont indiqué les scientifiques dans l’analyse.

Les principaux défis d’ingénierie incluent la science des matériaux, la fabrication pour des dispositifs de production de masse, le câblage et la transmission de signaux, la gestion de la température et le contrôle automatisé des systèmes, selon le rapport.

Les chercheurs ont établi des parallèles avec le problème de la « tyrannie des nombres » des années 1960 rencontré dans l’informatique naissante, soulignant la nécessité d’une ingénierie coordonnée et de stratégies de conception au niveau du système.

Les niveaux de maturité technologique varient selon les plateformes, avec les qubits supraconducteurs montrant la plus grande préparation pour l’informatique, les atomes neutres pour la simulation, les qubits photoniques pour la mise en réseau, et les défauts de spin pour la détection, a révélé l’analyse.

Les niveaux de préparation actuels indiquent des démonstrations au niveau du système précoce plutôt qu’une technologie entièrement mature, ont déclaré les chercheurs. La progression devrait probablement suivre la trajectoire historique de l’électronique classique, nécessitant des décennies d’innovation progressive et de partage des connaissances scientifiques avant que des systèmes pratiques à utilité à grande échelle ne deviennent réalisables, selon l’étude.