L’une des particularités intéressantes des qubits est que… eh bien, on ne sait pas toujours exactement où ils se trouvent. Ce n’est pas surprenant, car l’informatique quantique n’en est qu’à ses balbutiements. Rappelons-nous l’époque où l’on recherchait des transistors et où l’on utilisait des appareils de test encombrants pour vérifier leur bon fonctionnement. C’est un peu la même chose aujourd’hui avec les bits quantiques.

L’idée est qu’un réglage précis est nécessaire pour déterminer si nous « communiquons » réellement avec un qubit. J’ai écrit « communiquer », mais « chuchoter » aurait sans doute été plus juste, étant donné la grande sensibilité des qubits au bruit. En pratique, « communiquer avec des qubits » se traduit généralement par « contrôler et lire les données ».

L’idée est simple : on envoie un signal au qubit à une fréquence donnée et on observe s’il réagit en lisant le « qubit ». Parfois il réagit, parfois non, ce qui signifie que la détection d’un qubit nécessite un réglage précis ; c’est à cela que les physiciens quantiques et les expérimentateurs consacrent aujourd’hui une grande partie de leur temps.

signaux de lecture de qubit Crédits : Lecture de qubit par l’oscillateur paramétrique Josephson

Ce qui est encore plus intéressant, c’est que, une fois qu’un qubit a été « trouvé », le jeu continue, consistant à trouver un qubit parmi un ensemble de qubits situés dans un processeur, que nous appellerons « QPU » ou unité de traitement quantique.

Qubits de spin et circuits à points quantiques Crédits : Institut Niels Bohr

À première vue, cela semble simple, mais imaginez devoir communiquer simultanément avec tous ces qubits, sans créer d’interférences entre leurs signaux. Il y aurait beaucoup à dire à ce sujet, mais cela dépasse le cadre de ce blog. Si cela vous intéresse, vous pouvez commencer par consulter l’article Neural Network-Based Frequency Optimization for Superconducting Quantum Chips.

Il est important de rappeler qu’avant de créer un ordinateur quantique, il faut d’abord être capable de fabriquer des unités de traitement quantique (QPU) aux performances prévisibles en termes de contrôle et de lecture des qubits. Ce domaine est en pleine expansion, et l’on peut donc s’attendre à ce que ce défi soit relevé d’ici cinq ans.

Par ailleurs, le travail d’optimisation à accomplir est passionnant, et c’est là que l’IA et le ML entrent en jeu. Nous l’explorerons en détail dans le prochain article. Restez connectés !