Fujitsu utilise une nouvelle technique pour bâtir des ordinateurs quantiques et elle repose sur le cristal de diamant. L’entreprise japonaise a présenté son prototype Diamond Spin qui utilise de minuscules défauts créés dans un cristal synthétique pour stocker et manipuler l’information quantique.
- Fujitsu développe un ordinateur quantique utilisant des défauts dans un cristal de diamant pour créer des qubits plus stables et faciles à relier.
- L’objectif est de connecter plusieurs petits modules quantiques par la lumière afin de construire des machines plus grandes sans tout concentrer sur une seule puce.
- Fujitsu vise plusieurs modules reliés dès 2027, puis 250 qubits logiques en 2030 et 1 000 en 2035.
Pour Fujitsu, le but n’est pas de remplacer votre PC mais de résoudre un gros problème en quantique. Celui qui fait que plus les machines quantiques sont imposantes, plus garder leurs qubits stables et les faire communiquer entre eux est ardu.
Fujitsu mise sur le diamant pour faire agrandir les ordinateurs quantiques
Pour ceux qui l’ignorent, un qubit est l’équivalent quantique du bit de nos ordinateurs mais bien plus fragile. Le moindre bruit extérieur peut perturber son état et fausser un calcul. Fujitsu, en partenariat avec l’université de technologie de Delft et l’institut QuTech, travaille donc sur cette technique.
Pour faire simple, au lieu de miser uniquement sur des circuits supraconducteurs, le prototype utilise le “spin” d’électrons placés dans des défauts microscopiques du cristal. Le gros changement, c’est que tout repose sur un défaut appelé SnV, avec un atome d’étain placé dans la structure du carbone entre deux espaces vides.
Une méthode qui a deux avantages. Le qubit résiste mieux aux perturbations extérieures et émet une lumière assez forte pour faciliter la communication avec d’autres parties de la machine. Le cristal est donc un support très stable et la lumière est une passerelle entre plusieurs modules quantiques.
Et c’est là tout le cœur de cette avancée. Les chercheurs ne souhaitent pas seulement mettre plus de qubits sur une seule puce. Les scientifiques cherchent à construire plusieurs petits modules pour les relier par la lumière.
On parle de processeurs quantiques séparés qui pourraient échanger leurs informations sans que tout ne soit concentré au même endroit. Une architecture modulaire qui pourrait faciliter la création de machines beaucoup plus grandes.
Une technologie qui se veut plus accessible
Car la taille, c’est l’un des obstacles majeurs de l’informatique quantique avec beaucoup plus d’erreurs quand le nombre de qubits augmente face à un contrôle complexe. Le cristal de diamant pourrait réduire une partie de ce problème grâce à des états quantiques plus stables.
Fujitsu estime que sa technique permet de demander moins de qubits physiques pour avoir un qubit logique fiable. Un qubit logique regroupe plusieurs qubits physiques pour corriger leurs erreurs et garder un calcul exploitable.
Le prototype fonctionne à -271,6 degrés. Alors oui, ça paraît extrême, mais les ordinateurs quantiques supraconducteurs descendent souvent autour de -273,13 degrés. La différence est faible sur le papier, mais a un grand impact pour les ingénieurs. Et pour cause, refroidir une machine à des températures encore plus basses complique fortement l’installation. Le prototype est toutefois très loin d’un appareil qui fonctionnerait à température normale.
Fujitsu a aussi intégré cette machine à sa plateforme de calcul quantique hybride. L’entreprise japonaise explique qu’un utilisateur peut envoyer un circuit quantique sans maîtriser toute la physique demandée et contrôler le cristal avec de la lumière, des micro-ondes et des ondes radio. Ensuite, le logiciel traduit les instructions en commandes adaptées au matériel. Pour les entreprises et chercheurs, la technologie est donc plus accessible sans gérer soi-même chaque élément.
Le premier prototype fonctionnel au monde
Fujitsu présente sa technologie comme le premier prototype fonctionnel au monde d’un ordinateur quantique Diamond Spin intégrant des centres SnV dans des circuits photoniques. Toutefois, l’entreprise japonaise ne donne pas le nombre de qubits ou la mesure de performance des nouveaux centres SnV.
C’est en 2027 que Fujitsu veut relier plusieurs modules dans une même machine. Puis en 2030, sa feuille de route vise 250 qubits logiques. En 2035, le groupe espère atteindre 1 000 qubits logiques. Fujitsu étudie aussi la possibilité de croiser cette technologie Diamond Spin et ses ordinateurs quantiques supraconducteurs.
Bref, une nouvelle manière de bâtir des machines quantiques plus grandes sans dépendre d’une seule puce.
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