Une avancée spectaculaire est en cours dans le domaine de l'informatique quantique grâce à une équipe de chercheurs chinois qui utilise l'intelligence artificielle pour assembler avec une précision sans précédent une grille de 2 024 atomes ultra-froids. Ces atomes, une fois convertis en qubits, promettent de révolutionner le développement de processeurs quantiques, apportant des capacités beaucoup plus grandes que jamais. L'algorithme d'IA a optimisé la séquence de déplacement des 'pinces optiques', permettant d'organiser ces atomes dans une configuration parfaite en seulement 60 millisecondes — un exploit qui reste constant même pour des grilles plus complexes.

La recherche sur les qubits, éléments essentiels pour les calculs quantiques, explore plusieurs approches, y compris les qubits supraconducteurs et les qubits d'ions piégés. Cependant, les qubits d'atomes ultra-froids, qui sont refroidis à des températures proches du zéro absolu, ont montré une promesse particulière. Ils permettent de maintenir des propriétés quantiques beaucoup plus longtemps en étant isolés des bruits environnementaux.

De plus, ces qubits sont minuscule, 10 000 fois plus petits que leurs homologues supraconducteurs, permettant ainsi une densité de stockage accrue. Chaque qubit se niche dans une 'micropiège' d'un diamètre d'un micromètre, offrant un équilibre énergétique optimal, semblable à une bille au fond d'un trou.

Néanmoins, un défi majeur subsiste : le remplissage aléatoire des micropièges, où chaque position a seulement 50% de chances d'être occupée. Une mauvaise position d'un qubit peut sérieusement compromettre les calculs quantiques. Pour pallier cette lacune, les chercheurs de l'Université des sciences et des technologies de Chine ont intégré un algorithme d'IA, optimisant l'agencement des atomes afin d'obtenir des motifs complexes.

En seulement 60 millisecondes, ils ont réussi à placer 2 024 atomes ultra-froids dans une grille parfaite. L'IA a également démontré sa flexibilité en concevant des grilles à motifs variés, augmentant ainsi le potentiel d'assemblage de qubits.

Cette méthode innovante permet désormais d'envisager des processeurs pouvant gérer plusieurs milliers de qubits. Alors que les techniques antérieures ne parvenaient qu'à assembler des grilles de 50 à 100 qubits, l’intégration d'IA favorise l'expansion vers des réseaux de plusieurs milliers de qubits d'atomes. Actuellement, le plus grand ordinateur quantique a 1180 qubits, mais les chercheurs estiment que cette technologie pourrait aboutir à des processeurs avec 1 000 à 10 000 qubits d'atoms ultra-froids.

Des études antérieures indiquent que ces processeurs à atomes ultra-froids pourraient rivaliser avec les meilleurs du secteur en termes de connectivité et de cohérence. Cette percée pourrait ouvrir la voie à des applications pratiques des ordinateurs quantiques dans divers domaines, allant de la cryptographie avancée à l'industrie pharmaceutique. L'équipe de recherche envisage également des améliorations dans la complexité et la taille des grilles de qubits, préparant ainsi le terrain pour exploiter pleinement le potentiel incroyable de l'informatique quantique.