Le domaine du calcul quantique est depuis longtemps freiné par le problème de la correction d’erreurs quantiques, obstacle majeur à la création d’ordinateurs quantiques réellement révolutionnaires. Des chercheurs de l’université Harvard viennent de publier un article démontrant un nouveau système capable de détecter et de corriger les erreurs en deçà du seuil critique de performance, offrant ainsi une solution viable à ce défi historique.

Mikhail Lukin, auteur senior de l’article, déclare : « Pour la première fois, nous avons intégré dans une architecture unique tous les éléments nécessaires à un calcul quantique corrigible d’erreurs et scalable. Ces expériences posent les bases scientifiques d’un calcul quantique réellement à grande échelle. » Dans cette nouvelle publication, l’équipe présente un système « tolérant aux fautes » utilisant 448 qubits atomiques. Elle met en œuvre des techniques complexes : intrication physique et logique, magie logique, élimination d’entropie et même téléportation quantique. Dolev Bluvstein, premier auteur, précise que, malgré les nombreux défis techniques restant pour atteindre des machines à très grande échelle, cette architecture conceptuellement extensible rend la construction d’ordinateurs quantiques tolérants aux fautes de plus en plus réaliste.

Ce projet collaboratif, dirigé par Harvard avec la participation du MIT et d’autres institutions, a réuni de nombreux chercheurs. L’article représente une avancée majeure dans la correction d’erreurs quantiques après trente ans d’efforts. Contrairement aux ordinateurs classiques qui codent l’information en bits binaires, les ordinateurs quantiques stockent l’information dans des particules subatomiques, offrant une puissance de calcul bien supérieure. Mais les qubits sont fragiles et perdent facilement leur état quantique ; la correction d’erreurs est donc la condition sine qua non d’ordinateurs quantiques de grande taille. L’équipe a construit des circuits complexes permettant de maintenir le taux d’erreur en dessous du seuil critique. Alexandra Geim, co-auteure principale, explique que l’objectif est de comprendre les mécanismes fondamentaux permettant des circuits profonds et scalables afin de réduire les surcoûts et d’atteindre plus rapidement un stade pratique. Mikhail Lukin ajoute que des années d’expérimentations ont permis de surmonter certains obstacles techniques et que la lumière commence à apparaître au bout du tunnel.

Dans le monde entier, différentes plateformes de qubits sont explorées. L’équipe de Harvard se concentre sur les atomes neutres de rubidium codés par laser. Hartmut Neven, vice-président engineering de Google Quantum AI, souligne que cette publication intervient au moment où la compétition entre plateformes de qubits est intense et constitue un progrès majeur. Pour Lukin, tous les éléments clés d’un ordinateur quantique se mettent progressivement en place.