Une équipe de recherche qui comprend deux physiciens UO ont décrit de nouvelles techniques pour contrôler les éléments constitutifs de l'informatique quantique, une étape potentiellement importante pour rendre ces ordinateurs plus précis et plus utiles.

Les physiciens David Allcock et David Wineland sont les fondateurs du nouveau Oregon Ions Laboratory, qui a été récemment mis en place dans le sous-sol de Willamette Hall. Ils font partie des 12 auteurs d'un nouvel article, qui est basé sur une expérience à l'Institut national des normes et de la technologie à Boulder, Colorado. Les deux scientifiques travaillaient auparavant au laboratoire du Colorado et ont continué à collaborer sur le projet après leur arrivée à l'UO en 2018.

Les techniques, décrit dans le journal La nature , impliquent l'utilisation de bits quantiques à ions piégés, ou qubits, en informatique quantique et en simulations. Ils pourraient conduire à des améliorations dans le fonctionnement des ordinateurs quantiques, qui font encore trop d'erreurs de calcul pour être des outils efficaces, disaient les physiciens.

Le problème avec les ordinateurs quantiques est que leurs portes logiques - les outils utilisés pour exécuter des fonctions logiques de base en informatique - "sont vraiment mauvaises, " a déclaré Allcock.

"Ils échouent environ 1% du temps, " il a dit. " Vous pouvez faire environ 100 (opérations), alors vous sortez les ordures."

Wineland ajouté, "Tout le domaine est dans une étape maintenant, à cause des erreurs qui existent, que nous ne pouvons pas faire de longs calculs ou des simulations de valeur pratique sur nos machines."

Le but est d'arriver à 10, 000 opérations sans erreur puis ajoutez des couches de contrôles pour corriger les erreurs au fur et à mesure qu'elles se produisent, il a dit.

"Nous voulons en arriver là, " Allcock a déclaré. "Alors vous pouvez utiliser les ordinateurs quantiques pour quelque chose d'utile. Pour le moment, ce ne sont que des jouets."

Wineland a déclaré que les ions piégés sont comme un bol de billes qui ont certaines propriétés magnétiques. Les physiciens peuvent appliquer des forces aux ions avec différentes méthodes, y compris les lasers, dit Allcock. Mais les lasers sont des machines coûteuses et complexes, considérant que la fabrication de portes logiques utilisant des forces magnétiques est moins chère et plus pratique car elles peuvent être générées directement avec des circuits intégrés, il a dit.

"Ce que nous avons fait ici, c'est montrer que ces techniques fonctionnent aussi bien que quiconque a déjà fait des portes logiques, " il a dit.

Google et IBM font partie des entreprises commerciales qui disposent d'armées d'ingénieurs travaillant sur de tels problèmes, tandis que les physiciens universitaires essaient de montrer qu'il y a mieux, des techniques plus basiques pour les résoudre.

"Nous avons montré que vous pouvez le faire d'une manière techniquement plus simple, " il a dit.

Si les physiciens et les ingénieurs peuvent rendre les ordinateurs quantiques fiables et capables de fonctionner avec une capacité suffisante, ils pourraient simuler d'autres systèmes, dit Wineland. Par exemple, un ordinateur quantique pourrait simuler l'action d'une molécule utilisée en thérapie médicamenteuse sans avoir à la synthétiser en laboratoire.

"Il y a des choses très pratiques, résultats utiles, " Wineland a déclaré. "Nous ne faisons qu'effleurer la surface."