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La prochaine génération d'informatique et de traitement de l'information réside dans le monde fascinant de la mécanique quantique. On s'attend à ce que les ordinateurs quantiques soient capables de résoudre de grandes, problèmes extrêmement complexes qui dépassent la capacité des supercalculateurs les plus puissants d'aujourd'hui.
De nouveaux outils de recherche sont nécessaires pour faire progresser le domaine et développer pleinement les ordinateurs quantiques. Aujourd'hui, les chercheurs de la Northwestern University ont développé et testé un outil théorique pour analyser les grands circuits supraconducteurs. Ces circuits utilisent des bits quantiques supraconducteurs, ou qubits, les plus petites unités d'un ordinateur quantique, pour stocker des informations.
La taille du circuit est importante car la protection contre le bruit préjudiciable a tendance à se faire au prix d'une complexité accrue du circuit. Il existe actuellement peu d'outils qui abordent la modélisation de grands circuits, faisant de la méthode Northwestern une contribution importante à la communauté des chercheurs.
"Notre cadre s'inspire des méthodes développées à l'origine pour l'étude des électrons dans les cristaux et nous permet d'obtenir des prédictions quantitatives pour des circuits qui étaient auparavant difficiles ou impossibles d'accès, " a déclaré Daniel Weiss, correspondant et premier auteur de l'article. Il est étudiant diplômé de quatrième année dans le groupe de recherche de Jens Koch, un expert en qubits supraconducteurs.
Koch, professeur agrégé de physique et d'astronomie au Weinberg College of Arts and Sciences, est membre du supraconducteur Quantum Materials and Systems Center (SQMS) et du Co-design Center for Quantum Advantage (C 2 AQ). Les deux centres nationaux ont été créés l'année dernière par le département américain de l'Énergie (DOE). SQMS se concentre sur la construction et le déploiement d'un ordinateur quantique à la pointe de la technologie basé sur les technologies supraconductrices. C 2 L'assurance qualité construit les outils fondamentaux nécessaires pour créer des systèmes informatiques quantiques distribués et tolérants aux pannes.
« Nous sommes ravis de contribuer aux missions poursuivies par ces deux centres du DOE et d'ajouter à la visibilité de Northwestern dans le domaine de la science de l'information quantique, " a déclaré Koch.
Dans leur étude, les chercheurs de Northwestern illustrent l'utilisation de leur outil théorique en extrayant d'un circuit protégé des informations quantitatives impossibles à obtenir avec les techniques classiques.
Les détails ont été publiés aujourd'hui (13 septembre) dans le journal en libre accès Examen physique de la recherche .
Les chercheurs ont spécifiquement étudié les qubits protégés. Ces qubits sont protégés du bruit préjudiciable par conception et pourraient donner des temps de cohérence (combien de temps les informations quantiques sont conservées) qui sont beaucoup plus longs que les qubits actuels de l'état de l'art.
Ces circuits supraconducteurs sont nécessairement de grande taille, et l'outil Northwestern est un moyen de quantifier le comportement de ces circuits. Il existe des outils existants qui peuvent analyser de grands circuits supraconducteurs, mais chacun ne fonctionne bien que lorsque certaines conditions sont remplies. La méthode Northwestern est complémentaire et fonctionne bien lorsque ces autres outils peuvent donner des résultats sous-optimaux.
Le titre de l'article est « Méthode de liaison serrée variationnelle pour la simulation de grands circuits supraconducteurs ».
