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

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

Résumé

• Six plateformes quantiques de premier plan progressent de démonstrations en laboratoire à des systèmes intégrés précoces, évoquant l’ère des premiers transistors dans l’informatique classique.​
• La montée en échelle jusqu’à des millions de qubits exige 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 les cas d’utilisation dans l’informatique, la mise en réseau, la détection et la simulation.

La technologie quantique est entrée dans une étape de développement cruciale similaire à l’ère 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 de premier plan dans cette étude, comprenant des qubits supraconducteurs, des ions piégés, des atomes neutres, des défauts de spin, des quantum dots semi-conducteurs et des qubits photoniques.

La technologie quantique quitte le laboratoire

Le rapport a documenté les progrès, passant des expériences de preuve de concept à des systèmes en phase initiale avec des applications potentielles dans l’informatique, la communication, la détection et la simulation, selon les chercheurs.

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

Les principaux défis en ingénierie incluent la science des matériaux, la fabrication pour des dispositifs 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 tracé des parallèles avec le problème de la « tyrannie des nombres » des années 1960 rencontré dans l’informatique primitive, soulignant la nécessité d’une ingénierie coordonnée et de stratégies de conception au niveau système.

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

Les niveaux de préparation actuels indiquent des démonstrations de systèmes précoces plutôt qu’une technologie entièrement mature, ont déclaré les chercheurs. Les progrès suivront probablement la trajectoire historique de l’électronique classique, nécessitant des décennies d’innovation incrémentale et de partage des connaissances scientifiques avant que des systèmes pratiques à grande utilité ne deviennent réalisables.