Les ordinateurs quantiques développés à ce jour sont des appareils uniques qui remplissent des laboratoires entiers. Maintenant, Des physiciens de l'Université d'Innsbruck ont ​​construit un prototype d'ordinateur quantique à piège à ions pouvant être utilisé dans l'industrie. Il s'intègre dans deux racks de serveurs de 19 pouces comme ceux que l'on trouve dans les centres de données du monde entier. Le compact, dispositif autonome démontre comment cette technologie sera bientôt plus accessible.

Au cours des trois dernières décennies, les bases fondamentales pour la construction d'ordinateurs quantiques ont été lancées à l'Université d'Innsbruck, L'Autriche. Dans le cadre de l'EU Flagship Quantum Technologies, des chercheurs du département de physique expérimentale d'Innsbruck ont ​​maintenant construit un démonstrateur pour un ordinateur quantique à piège à ions compact. "Nos expériences d'informatique quantique remplissent généralement des laboratoires de 30 à 50 mètres carrés, " explique Thomas Monz de l'Université d'Innsbruck. " Nous cherchions maintenant à intégrer les technologies développées ici à Innsbruck dans le plus petit espace possible tout en respectant les normes couramment utilisées dans l'industrie. " Le nouvel appareil vise à montrer que les ordinateurs quantiques seront bientôt prêts pour une utilisation dans les centres de données. "Nous avons pu montrer que la compacité ne doit pas se faire au détriment de la fonctionnalité, " ajoute Christian Marciniak de l'équipe d'Innsbruck.

Les blocs de construction individuels du premier ordinateur quantique compact au monde ont dû être considérablement réduits en taille. Par exemple, la pièce maîtresse de l'ordinateur quantique, le piège à ions installé dans une enceinte à vide, n'occupe qu'une fraction de l'espace précédemment requis. Il a été fourni aux chercheurs par Alpine Quantum Technologies (AQT), une spin-off de l'Université d'Innsbruck et de l'Académie autrichienne des sciences qui vise à construire un ordinateur quantique commercial. D'autres composants ont été fournis par l'Institut Fraunhofer d'optique appliquée et d'ingénierie de précision à Iéna et le spécialiste du laser TOPTICA Photonics à Munich, Allemagne.

Jusqu'à 50 bits quantiques

L'ordinateur quantique compact peut fonctionner de manière autonome et sera bientôt programmable en ligne. Un défi particulier était d'assurer la stabilité de l'ordinateur quantique. Les appareils quantiques sont très sensibles et en laboratoire ils sont protégés des perturbations extérieures à l'aide de mesures élaborées. Étonnamment, l'équipe d'Innsbruck a réussi à appliquer cette norme de qualité également à l'appareil compact, assurant ainsi un fonctionnement sûr et ininterrompu.

En plus de la stabilité, un facteur décisif pour l'utilisation industrielle d'un ordinateur quantique est le nombre de bits quantiques disponibles. Ainsi, dans sa récente campagne de financement, le gouvernement allemand s'est fixé pour objectif de construire dans un premier temps des ordinateurs quantiques de démonstration dotés de 24 qubits entièrement fonctionnels. Les physiciens quantiques d'Innsbruck ont ​​déjà atteint cet objectif. Ils ont pu contrôler individuellement et enchevêtrer avec succès jusqu'à 24 ions avec le nouvel appareil. "D'ici l'année prochaine, nous voulons pouvoir fournir un appareil avec jusqu'à 50 bits quantiques contrôlables individuellement, " dit Thomas Monz, déjà tourné vers l'avenir.