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    Des chercheurs mènent une percée dans l'informatique quantique

    (De gauche à droite) Nick Mayhall, Sophia Economou, et Ed Barnes, tous du Virginia Tech College of Science. Crédit :Virginia Tech

    Le grand, les ordinateurs quantiques à correction d'erreurs envisagés aujourd'hui pourraient être dans des décennies, pourtant, les experts essaient vigoureusement de trouver des moyens d'utiliser les processeurs quantiques existants et à court terme pour résoudre des problèmes utiles malgré les limitations dues aux erreurs ou au "bruit".

    Une utilisation clé envisagée est la simulation des propriétés moléculaires. À long terme, cela peut conduire à des avancées dans l'amélioration des matériaux et la découverte de médicaments. Mais pas avec des calculs bruyants qui brouillent les résultats.

    Maintenant, une équipe de chercheurs en chimie et physique de Virginia Tech a fait progresser la simulation quantique en concevant un algorithme qui peut calculer plus efficacement les propriétés des molécules sur un ordinateur quantique bruyant. Les membres du corps professoral du Virginia Tech College of Science Ed Barnes, Sophia Economou, et Nick Mayhall a récemment publié un article dans Communication Nature détaillant l'avancement.

    On s'attend à ce que les ordinateurs quantiques soient capables d'effectuer certains types de calculs beaucoup plus efficacement que les ordinateurs « classiques » utilisés aujourd'hui. Ils sont similaires aux ordinateurs classiques, cependant, en ce qu'ils exécutent des algorithmes en appliquant des séquences de portes logiques - dans ce cas, "portes quantiques, " qui forment ensemble des circuits quantiques - à des bits d'information. Pour les ordinateurs quantiques bruyants d'aujourd'hui, le problème était que tant de bruit s'accumulerait dans un circuit que le calcul se dégraderait et rendrait tous les calculs ultérieurs inexacts. Les scientifiques ont eu du mal à concevoir des circuits à la fois plus courts et plus précis.

    L'équipe de Virginia Tech a résolu ce problème en développant une méthode qui fait croître le circuit de manière itérative. "On part d'un circuit minimal, puis augmentez-le au fur et à mesure que nous ajoutons porte logique après porte logique en courts-circuits jusqu'à ce que l'ordinateur trouve la solution, " dit Mayhall, professeur adjoint au Département de chimie.

    Un deuxième avantage majeur de l'algorithme est que Barnes, Economou, et Mayhall l'a conçu pour s'adapter en fonction du système moléculaire simulé. Différentes molécules dicteront leurs propres circuits, spécialement adaptés à eux.

    La collaboration interdisciplinaire entre les départements de chimie et de physique de Virginia Tech—Barnes, Economou, et Mayhall et une équipe d'étudiants diplômés et de post-doctorants des deux départements ont reçu des subventions de la National Science Foundation et du département américain de l'Énergie pour un total de plus de 2,8 millions de dollars.

    Virginia Tech et IBM ont récemment établi un partenariat qui permet aux chercheurs d'accéder au matériel informatique quantique d'IBM. "Notre équipe de Virginia Tech est vraiment excitée pour les prochaines étapes de notre travail, " dit Economou, professeur agrégé au Département de physique, "qui incluent la mise en œuvre de notre algorithme sur les processeurs d'IBM."

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