Microsoft prétend avoir trouvé un nouvel état de matière pour développer des ordinateurs quantiques dans quelques années | Technologie

Microsoft prétend avoir trouvé le chemin du développement d’un ordinateur quantique utile et viable, tolérant des échecs, évolutifs et commercialisables avant une décennie. L’étape de cette annonce, Publié dans Nature Ce mercredi, c’est la réalisation d’un processeur basé sur ce qu’il considère comme un nouvel état de matière («supraconductivité topologique»), qui n’existait que théoriquement, à partir d’un type de particule, appelé Fermión de Majoranaqui a des propriétés quantiques uniques pour développer un Qubit topologicoplus résistant aux erreurs.

“Nous aurons un ordinateur quantique tolérant les échecs au cours des années, pas dans des décennies”, dit-il Chetan NayakPhysicien, professeur à l’Université de Californie et co-auteur de l’étude en tant que chercheur quantique Microsoft Azure.

L’optimisme de cette annonce est basé sur plusieurs réalisations que la société prétend dans la recherche publiée. Le plus important est le développement d’une puce spéciale, un processeur appelé Majorana 1, à partir d’une particule unique fabriquée par l’équipe, qui, dans des conditions spécifiques (-273.15 degrés Celsius), atteint un nouvel état du sujet qu’il serait ajouté au solide classique, liquide, gazeux et plasma.

“Cette classe de matériel révolutionnaire nous permet de créer Superconductivité topologique, et Nouvel état de matière Cela existait auparavant en théorie. L’avance est dérivée des innovations de Microsoft dans la conception et la fabrication d’appareils qui combinent Arseniuro indien (un semi-conducteur) et de l’aluminium (un supraconducteur). Quand ils refroidissent jusqu’à ce que presque zéro et se connectent avec des champs magnétiques, ces appareils forment des supraconducteurs topologiques avec des modes de majorana zéro (MZM) aux extrémités », explique Nayak.

La particule de Majorana est une proposition théorique de Ettore Majorana il y a 88 ans dans le contexte de la physique des particules élémentaires. Le trouver et le dominer dans un matériau spécial qui garantit sa stabilité, connu sous le nom de supraconducteur topologique, serait une étape définitive dans la physique de la matière condensée et dans l’informatique quantique.

Pour Microsoft, le nouvel état topologique qui prétend avoir trouvé permet le développement de coudées (l’unité de base quantique, comme c’est le bit en informatique classique) avec une grande robustesse, protégée contre les erreurs, qui est l’un des défis de l’informatique quantum, Puisque les propriétés qui permettent à la coudée d’offrir des capacités exponentiellement plus élevées au bit uniquement pendant les millisecondes et toute interaction entraîne perdre Ses propriétés.

Pour révéler la robustesse des coudées, la mesure de la parité a été nécessaire, un moyen de vérifier non-destructivement s’ils fonctionnent correctement et les informations sont conservées sans erreurs. Dans ce processus, des mesures de fermion de tir unique ont été utilisées, un type de processus qui contribue à une seule tentative de résultat définitif, sans moyenne, sur le fait que le nombre total de fermions dans un système soit uniforme ou impair.

Une fois que la nouvelle puce et les coudées robustes ont été atteintes, prouvées avec le système de mesure de parité, Microsoft affirme que l’enquête a ouvert le chemin des systèmes avec une infrastructure d’équipement relativement petite.

Une équipe internationale avec une large participation espagnole aurait trouvé la particule de Majorana, mais après une analyse détaillée, ils ont découvert que la découverte était un mirage, qu’ils avaient découvert quelque chose de différent, mais aussi fondamental: une particule imposteur qui l’imite. “Ce sera un prix Nobel lorsque son existence est irréfutable et, surtout, ses statistiques quantiques, qui est loin de l’habitude dans le modèle standard des fermions ou des bosons”, a déclaré le physicien Ramón Aguado.

Le professeur de physique théorique du King’s College de Londres, George Booth, souligne que le chemin pris par Microsoft il y a 20 ans diffère de celui des autres sociétés, axé sur l’atteinte d’un nombre élevé de coudées et le développement de formules de correction d’erreurs efficaces. Pour Booth, il explique Science Media Center (Smc), La recherche multinationale a cherché des coudées plus complexes, mais résistantes, face au bruit et aux interférences grâce au Majorana Fermion.

Le physicien relativise les résultats des mesures, bien qu’ils admettent qu’ils sont une étape importante: “Ils ne démontrent pas involontairement qu’ils peuvent mesurer une cubit topologique complète, mais ils abordent une cubit topologique viable.”

Il clarifie également l’optimisme de Microsoft sur la viabilité du nouveau système dans les années à venir. «L’importance de ce travail ne peut probablement être jugée que rétrospectivement, si la technologie atteint la maturité par rapport à d’autres plateformes. Cependant, c’est sans aucun doute une réalisation technique impressionnante, qui démontre le contrôle de ces particules émergentes [fermión de Mejorana] Aux niveaux les plus fondamentaux, dit Booth. »

En ce sens, le physicien se souvient qu’au cours des 20 années de recherche Microsoft sur ce chemin, certains articles devaient être supprimé Pour les erreurs et est prudent, en particulier sur les prévisions temporelles: «Je pense que pour beaucoup, il y a encore un scepticisme sain quant à des échelles de temps pour la feuille de route de certaines de ces sociétés technologiques vers un ordinateur quantique qui résout des problèmes pratiques d’une manière routine, mais cela Le document montre que les obstacles fondamentaux sont surmontés. Il reste à voir si la déclaration de années C’est exact.

De la même manière, Paul Stevenson, de la Faculté de mathématiques et de physique de l’Université de Surrey. Pour lui, l’enquête lance des résultats significatifs, “mais comme pour de nombreux emplois prometteurs dans l’informatique quantique”, ajoute-t-il à SMC, “les étapes suivantes sont difficiles et, jusqu’à ce qu’ils soient atteints, il est trop tôt pour être plus que plus que plus que que prudemment optimiste “.

Stevenson met également en évidence la nouvelle approche Microsoft pour concevoir les coudées topologiques comme la base de la prochaine informatique quantique, “mais jusqu’à présent”, prévient-il “, il n’a pas réussi à montrer des appareils fonctionnels”.