Les physiciens de l’Université de Stanford et du College Dublin University ont un nouveau type de ordinateur quantique analogique développé. Cela peut résoudre des problèmes physiques que même les superordinateurs les plus puissants n’ont pas réussi à résoudre.
L’ordinateur quantique hautement spécialisé est utilisé pour calculer processus physiques quantiques déployé. Cela pourrait, par exemple matériaux supraconducteurs à explorer de plus près. Avec ces matériaux, la résistance électrique tend pratiquement vers 0 lorsque la température descend en dessous d’un certain niveau, ce qui est utile pour diverses applications. Par exemple, les supraconducteurs sont utilisés dans les machines médicales MRT, dans les trains à lévitation magnétique ou dans les réacteurs de recherche pour la fusion nucléaire.
Ordinateur pour des calculs très complexes
Le problème ici est que les supraconducteurs sont extrêmement basses températures présumer. Un matériau supraconducteur à température ambiante est quelque chose du Saint Graal de la physique. Cependant, le calcul de tels matériaux est difficile. « Certains problèmes sont tout simplement trop complexes pour les calculatrices traditionnelles », a déclaré le co-auteur Andrew Mitchell à Phys.org. Le calcul de matériaux quantiques complexes tels que les supraconducteurs nécessite beaucoup plus de puissance de calcul et d’espace de stockage que les machines modernes ne peuvent en fournir.
« Nous créons des modèles mathématiques qui, nous l’espérons, capturent l’essence d’un phénomène. Mais si nous pensons qu’ils sont corrects, ils ne peuvent souvent pas être résolus dans un délai raisonnable », explique le responsable de l’étude, David Goldhaber-Gordon. L’équipe autour de Goldhaber-Gordon a donc construit un soi-disant simulateur quantique. Cet ordinateur quantique analogique est capable de résoudre des problèmes quantiques sur mesure.
Chaque calcul nécessite son propre simulateur
Contrairement aux ordinateurs numériques, qui manipulent des nombres, les ordinateurs analogiques créent des nombres en mesurant des paramètres physiques. Les ordinateurs quantiques analogiques sont moins sujets aux erreurs que leurs versions numériques, mais aussi moins flexibles.
Pour chaque problème, un type de matériel distinct doit être construit qui est précisément adapté au modèle. Le simulateur quantique contient des circuits avec lui composants de quota. Dans une expérience, environ 2 composants ont été couplés les uns aux autres de manière à représenter le modèle de deux atomes reliés par une interaction quantique spécifique.
Z3 Parafermion fabriqué en laboratoire
En modifiant la tension électrique sur les composants, les chercheurs ont pu générer un nouveau type de matière dans laquelle les électrons n’ont qu’un tiers de leur charge électrique. Un tel « Z »3 Parafermion » pourrait théoriquement servir de base à des calculs quantiques. Jusqu’à présent, cependant, les chercheurs n’ont pas été en mesure de les produire en laboratoire.
À l’avenir, les simulateurs quantiques ne devraient pas seulement être constitués de 2, mais plusieurs composants exister. Cela permet de calculer des modèles plus complexes, ce qui, espère Mitchell, « sera la première étape pour percer les mystères de l’univers quantique ».