Bâtir un ordinateur quantique, un qubit fragile à la fois

Presque tous les ordinateurs modernes, du microcontrôleur bon marché de votre lave-vaisselle au matériel de haute technologie traitant des données pour les systèmes d'intelligence artificielle, reposent sur des versions de la même technologie : des plaques de silicium gravées de structures microscopiques appelées transistors. Les circuits électroniques contenant des transistors peuvent basculer rapidement et de manière fiable entre deux états, généralement étiquetés « 0 » et « 1 ». Cela leur permet de stocker et de manipuler des bits, les unités de base de l'information.

Les ordinateurs quantiques ont le potentiel de traiter l'information de manières nouvelles et plus puissantes, au-delà des simples 1 et 0, et de résoudre certains problèmes trop difficiles pour leurs cousins « classiques » ordinaires. Mais construire une machine assez puissante pour tenir cette promesse reste un défi redoutable. L'informatique quantique n'a pas encore connu son « moment transistor », et les chercheurs explorent encore de nombreuses approches différentes pour développer du matériel quantique.

Les approches actuelles diffèrent avant tout par les systèmes physiques qu'elles utilisent comme qubits, les blocs de construction élémentaires des ordinateurs quantiques. Contrairement aux circuits qui stockent des bits classiques, les qubits peuvent présenter des phénomènes étranges comme la superposition et l'intrication qui leur confèrent une puissance de calcul supplémentaire. Mais ces effets quantiques sont également très fragiles, facilement perturbés par des interactions parasites entre les qubits et l'environnement ambiant. Chaque technologie de qubit proposée tente de concilier deux propriétés difficiles à atteindre simultanément : les qubits doivent être isolés des perturbations extérieures, mais faciles à manipuler pour les chercheurs.