Une équipe de physiciens de l’Université Aalto a repoussé les frontières de l’informatique quantique en atteignant un temps de cohérence record de l’ordre de la milliseconde dans un qubit transmon, marquant ainsi une avancée significative dans le domaine.
Sous la direction du professeur Mikko Möttönen, le groupe de recherche Quantum Computing and Devices (QCD) a mesuré un temps de cohérence d’écho maximal de 1,06 milliseconde, avec une médiane de 0,5 milliseconde. Ce résultat surpasse largement les records scientifiques précédents, qui avoisinaient seulement 0,6 milliseconde.
« Nous venons de mesurer un temps de cohérence d’écho pour un qubit transmon qui a atteint une milliseconde au maximum, avec une médiane d’une demi-milliseconde », a déclaré Mikko Tuokkola, doctorant ayant réalisé et analysé les mesures. Les résultats de l’équipe ont été publiés dans la prestigieuse revue Nature Communications le 8 juillet.
Le temps de cohérence d’un qubit est un paramètre clé en informatique quantique, car il détermine la durée pendant laquelle un bit quantique peut maintenir son état avant que des erreurs ne surviennent à cause du bruit ambiant. Une cohérence prolongée permet aux ordinateurs quantiques d’exécuter des opérations plus complexes sans erreur et réduit les ressources nécessaires à la correction d’erreurs, rapprochant ainsi les chercheurs de l’informatique quantique tolérante aux fautes.
Cette avancée a été rendue possible grâce à des qubits transmon de haute qualité fabriqués dans les salles blanches de l’Université Aalto, à partir de films supraconducteurs fournis par le Centre de recherche technique de Finlande (VTT). Les chercheurs ont documenté leur approche de manière exhaustive afin qu’elle puisse être reproduite par des groupes de recherche partout dans le monde.
« Les ordinateurs quantiques sont sur le point de devenir utiles grâce à l’augmentation de la cohérence et de la fidélité des qubits », explique le professeur Möttönen. « Les premières applications semblent concerner la résolution de problèmes mathématiques difficiles mais courts, comme les problèmes d’optimisation binaire de haut niveau. » Il prévoit des applications industrielles et commerciales d’ici cinq ans, d’abord avec des algorithmes NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) de première génération, puis avec des machines dotées d’une correction d’erreurs légère.
Cette réussite s’inscrit dans le cadre des initiatives plus larges de la Finlande en technologies quantiques, incluant le programme phare finlandais en quantique et le Centre d’excellence en technologie quantique de l’Académie de Finlande. Pour accélérer les prochaines percées, le groupe QCD a ouvert des postes pour un membre senior du personnel et deux chercheurs postdoctoraux.