Un nouveau banc d'essai d'informatique quantique à accès ouvert du ministère de l'Énergie est prêt pour le public. Des scientifiques de l'Université de l'Indiana sont récemment devenus la première équipe à commencer à utiliser le banc d'essai ouvert utilisateur de l'informatique scientifique quantique de Sandia National Laboratories, ou QSCOUT.

Les ordinateurs quantiques sont en passe de devenir des moteurs technologiques majeurs au cours des prochaines décennies. Mais pour y arriver, les scientifiques doivent expérimenter des machines quantiques que relativement peu d'universités ou d'entreprises possèdent. Maintenant, les scientifiques peuvent utiliser le QSCOUT de Sandia pour des recherches qui pourraient ne pas être possibles dans leurs institutions d'origine, sans le coût ou les restrictions de l'utilisation d'un banc d'essai commercial.

"QSCOUT répond à un besoin de la communauté quantique en donnant aux utilisateurs les commandes pour étudier la machine elle-même, qui ne sont pas encore disponibles dans les systèmes informatiques quantiques commerciaux. Cela évite également aux théoriciens et aux scientifiques de se soucier de construire leurs propres machines. Nous espérons acquérir de nouvelles connaissances sur les performances et l'architecture quantiques, ainsi que résoudre des problèmes nécessitant des calculs quantiques, " a déclaré Susan Clark, physicienne de Sandia et responsable de QSCOUT.

Elle a déclaré que le nouveau banc d'essai est une machine rare à trois égards :d'abord, en tant que gratuit, banc d'essai en libre accès; seconde, comme un fabriqué avec la technologie des ions piégés ; et troisième, en tant que plate-forme qui donne aux utilisateurs un contrôle rare sur leurs recherches.

Le mois dernier, Sandia a commencé à exécuter la première expérience utilisateur du banc d'essai pour des scientifiques de l'Université de l'Indiana. Des chercheurs d'IBM, Laboratoire national d'Oak Ridge, l'Université du Nouveau-Mexique et l'Université de Californie, Berkeley, ont également été sélectionnés pour commencer les expérimentations prochainement. Leurs projets vont des tests de techniques d'analyse comparative au développement d'algorithmes qui pourraient un jour résoudre des problèmes de chimie trop complexes pour les ordinateurs normaux.

Sandia sollicite des propositions

Maintenant, Sandia se prépare à d'autres propositions de recherche. Tout le monde peut soumettre une proposition pour utiliser QSCOUT, et le temps de calcul est gratuit grâce au financement du DOE Office of Science, Programme de recherche avancée en informatique scientifique. Le prochain groupe de projets devrait être sélectionné au printemps.

En plus d'offrir une opportunité de recherche exceptionnelle, QSCOUT a une conception rare pour un banc d'essai. La plupart des bancs d'essai commerciaux utilisent une technologie appelée circuits supraconducteurs. De telles machines doivent être maintenues à des températures ultra basses, ce qui les rend coûteux à construire et à exploiter. Mais le banc d'essai de Sandia utilise à la place ce qu'on appelle un piège à ions. Cela signifie que le banc d'essai de Sandia peut fonctionner à des températures plus chaudes. Les ions piégés produisent également des signaux plus clairs que les circuits et conservent les informations plus longtemps, permettant aux scientifiques de réaliser différents types d'expériences et de comparer les deux plateformes.

Les ions piégés sont retenus à l'intérieur de QSCOUT dans un soi-disant "piège sur une puce, " un appartement, dispositif en forme de nœud papillon, environ 2 cm (0,8 pouces) de long, superposée sur une puce semi-conductrice. Trois atomes électriquement chargés de l'élément ytterbium sont suspendus en place par des ondes radio et un champ électrique au-dessus d'un canal capillaire qui descend au centre de l'appareil. Les lasers codent les informations dans chaque ion sous forme de qubit, comparable à un peu dans un ordinateur conventionnel, pour effectuer des calculs.

Sandia prévoit d'étendre le système de trois à 32 qubits au cours des trois prochaines années afin que les scientifiques puissent effectuer des tests plus sophistiqués.

QSCOUT réside à Sandia's Microsystems Engineering, Science, et complexe d'applications, qui produit également de la microélectronique pour le stock nucléaire du pays.