Le principal défi du calcul quantique réside dans la mise à l'échelle des qubits, dont la fragilité et la sensibilité aux interférences de bruit limitent la stabilité du système. Récemment, une étude de l'Université de Columbia aux États-Unis a proposé une nouvelle voie pour l'extension des qubits en combinant la technologie laser et le codage de surface.

En tant qu'unité fondamentale du calcul quantique, la mise à l'échelle des qubits nécessite de surmonter le problème de leur vulnérabilité au bruit. Les méthodes traditionnelles ont montré une efficacité limitée pour augmenter simultanément le nombre de qubits physiques et logiques. L'équipe de recherche a utilisé une technologie de réseau de pinces optiques à métasurface, remodelant le faisceau lumineux grâce à un réseau bidimensionnel de pixels nanométriques, pour capturer avec succès 1000 atomes de strontium fonctionnant comme des qubits, avec un plan d'extension jusqu'à cent mille atomes.

Cette technologie laser basée sur les métasurfaces permet d'atteindre une cohérence globale des atomes, améliorant ainsi la stabilité du réseau de qubits. Cette percée offre une nouvelle perspective pour l'évolutivité du calcul quantique et pourrait stimuler le développement de domaines de recherche comme la téléportation quantique. La technologie laser a joué un rôle clé dans ce processus, devenant un outil essentiel pour manipuler les particules microscopiques.

Les liens entre le calcul quantique et la technologie laser se resserrent. En novembre dernier, TRUMPF, en collaboration avec l'Institut Fraunhofer pour la technologie laser et l'Université libre de Berlin, a lancé un projet utilisant des algorithmes quantiques pour étudier la physique des lasers. Ce projet vise à simuler les processus quantiques à l'intérieur des lasers grâce à un ordinateur quantique, accélérant ainsi le développement des lasers à semi-conducteurs et des lasers CO2, et jetant les bases d'applications industrielles.

Bien que les ordinateurs quantiques ne puissent pas encore traiter des tâches de simulation industrielle complexes, de telles recherches contribuent à accumuler une expertise et à préparer le terrain pour de futures applications technologiques. Le développement synergique de la technologie laser et du calcul quantique pousse les deux domaines vers des avancées pratiques.