État actuel du matériel quantique
Le matériel quantique sort de la phase de preuve de concept, mais des goulets d’étranglement en ingénierie signifient que des systèmes pratiques à grande échelle restent à des décennies. La technologie quantique a atteint une étape de développement cruciale, comparable à l’ère précoce des transistors, selon une analyse conjointe de chercheurs de plusieurs institutions.
Analyse des plateformes de matériel quantique
Des scientifiques de l’Université de Chicago, du MIT, de Stanford, de l’Université d’Innsbruck et de l’Université de technologie de Delft ont évalué six plateformes de matériel quantique de premier plan dans cette étude, y compris :
- qubits supraconducteurs
- ions piégés
- atomes neutres
- défauts de spin
- points quantiques semi-conducteurs
- qubits photoniques
La revue a documenté les progrès allant des expériences de preuve de concept aux systèmes en phase précoce, avec des applications potentielles en :
- informatique
- communication
- détection
- simulation
Défis d’ingénierie
Des applications à grande échelle, telles que des simulations complexes de chimie quantique, nécessitent des millions de qubits physiques et des taux d’erreur bien au-delà des capacités actuelles. Les principaux défis d’ingénierie incluent :
- la science des matériaux
- la fabrication de dispositifs pouvant être produits en masse
- le câblage et la livraison de signaux
- la gestion de la température
- le contrôle automatisé des systèmes
Parallèles historiques et préparation technologique
Les chercheurs ont établi des parallèles avec le problème de la « tyrannie des chiffres » des années 1960, rencontré dans l’informatique précoce, notant la nécessité de stratégies d’ingénierie coordonnées et de conception au niveau système.
Les niveaux de préparation technologique varient selon les plateformes :
- les qubits supraconducteurs montrent la plus grande préparation pour l’informatique
- les atomes neutres pour la simulation
- les qubits photoniques pour le réseautage
- les défauts de spin pour la détection
Les niveaux de préparation actuels indiquent des démonstrations de systèmes en phase précoce plutôt qu’une technologie pleinement mature. Les progrès devraient probablement refléter la trajectoire historique de l’électronique classique, nécessitant des décennies d’innovation incrémentale et de partage des connaissances scientifiques avant que des systèmes pratiques à l’échelle des services publics ne deviennent réalisables.
