Une nouvelle étude menée par des scientifiques de l'Université de Bristol nous rapproche considérablement du potentiel révolutionnaire de l'informatique quantique en exploitant la technologie de fabrication du silicium pour construire des circuits optiques quantiques complexes sur puce.

Les ordinateurs quantiques offrent une nouvelle approche passionnante pour résoudre des problèmes actuellement insolubles, même sur les supercalculateurs classiques les plus avancés.

La construction d'un ordinateur quantique en laboratoire s'est toutefois avérée très difficile.

Les chercheurs des laboratoires de technologie d'ingénierie quantique (QET Labs) de l'université utilisent des particules uniques de lumière, photons, pour construire des circuits optiques qui traitent des bits quantiques (qubits) d'informations.

Utilisant les mêmes matériaux et installations de fabrication développés à l'origine par l'industrie électronique, Les laboratoires QET ont démontré des circuits très complexes sur des puces de silicium qui peuvent traiter avec précision un petit nombre de qubits photoniques. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Optique Express .

Bien que les circuits puissent être fabriqués de manière presque arbitraire, il s'est avéré difficile de générer simultanément de nombreux photons parfaits et identiques pour traiter de plus grandes quantités d'informations quantiques.

L'équipe de recherche, dirigé par le Dr Gary Sinclair et le Dr Imad Faruque, a cherché à déterminer si plusieurs sources parallèles sur une seule puce de silicium pouvaient être conçues pour générer des photons uniques parfaits et identiques.

Le Dr Imad Faruque a déclaré :« Nous avons démontré pour la première fois que des photons uniques presque parfaits peuvent être générés à partir de deux sources parallèles sur la même puce de silicium.

"Pour le démontrer, nous avons pris des photons de chaque source et réalisé une expérience d'« interférence quantique » :le test ultime de la qualité des photons."

Les résultats ont montré qu'en utilisant les techniques actuelles, les photons générés dans plusieurs sources en parallèle peuvent être rendus jusqu'à 92 % identiques les uns aux autres, et qu'il devrait être possible d'améliorer encore cela en utilisant les dernières méthodes proposées.

Le Dr Gary Sinclair a ajouté :« La génération de nombreux photons uniques identiques en parallèle est essentielle si nous voulons étendre les expériences de preuve de principe actuellement effectuées en laboratoire en quelque chose d'assez grand pour devenir un outil de calcul pratiquement utile.

« Notre expérience a démontré expérimentalement que c'est faisable pour la première fois. Cette démonstration marque une étape majeure dans l'informatique quantique sur silicium avec photons et ouvre la voie à une augmentation rapide de l'échelle des démonstrations d'informatique quantique qui sont possibles.

« Bien que notre démonstration soit une étape importante, il reste encore beaucoup d'obstacles. Notre prochain objectif est d'utiliser les dernières avancées en matière de conception de sources pour démontrer que nous pouvons générer des photons beaucoup plus proches des 100 % identiques que les 92 % démontrés jusqu'à présent."