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Présentation du plus grand processeur photonique quantique à ce jour

Une nouvelle puce de processeur photonique quantique à 20 modes, compatible avec des sources lumineuses de points quantiques, fait avancer l’informatique quantique photonique en Europe.

Économie numérique

Les ordinateurs quantiques devraient propulser l’informatique bien au-delà des capacités des ordinateurs actuels, mais leur potentiel reste théorique. Dans leur quête d’une façon de démontrer la suprématie quantique, les chercheurs travaillant dans le cadre du projet PHOQUSING, financé par l’UE, mettent au point un système informatique hybride fondé sur une photonique intégrée de pointe qui combine des processus classiques et quantiques. L’objectif du projet consiste à développer un dispositif d’échantillonnage quantique qui placera l’Europe à l’avant-garde de l’informatique quantique photonique. Dans cette optique, QuiX Quantum, partenaire du projet PHOQUSING aux Pays-Bas, a créé le plus grand processeur photonique quantique, compatible avec des points quantiques (des cristaux semi-conducteurs nanométriques qui émettent de la lumière de différentes couleurs lorsqu’ils sont éclairés par de la lumière ultraviolette). Ce processeur constitue l’élément central du dispositif d’échantillonnage quantique, un dispositif d’informatique quantique à court terme susceptible de présenter un avantage quantique. «Les dispositifs d’échantillonnage quantique fondés sur la lumière sont considérés comme une option très prometteuse pour démontrer l’avantage quantique», peut-on lire dans un article publié sur le site web de QuiX Quantum. «Le problème lié à l’obtention d’échantillons à partir d’une distribution de probabilité, trop complexe sur le plan mathématique pour un ordinateur classique, peut être résolu facilement en permettant la propagation de la lumière à travers ce type de dispositifs d’échantillonnage quantique. Au cœur même de ces dispositifs nous retrouvons des interféromètres optiques linéaires à grande échelle, c’est-à-dire des processeurs photoniques.»

Un aperçu de la puce

Le processeur développé par l’équipe de recherche est une puce photonique en nitrure de silicium de 20 modes «de taille inégalée», optimisée pour son emploi à des longueurs d’onde du proche infrarouge, fonctionnant à une longueur d’onde de 925 nm. La vidéo de présentation du processeur d’un séminaire en ligne nous apprend que les 20 modes d’entrée dotés de 190 cellules unitaires et de 380 éléments ajustables font probablement de ce processeur la puce photonique la plus complexe disponible de nos jours. Outre le nombre élevé de modes, les principales caractéristiques du processeur photonique quantique sont des pertes optiques faibles (de l’ordre des 2,9 dB par mode) et une fidélité élevée (99,5 % pour les matrices de permutation et 97,4 % pour les matrices aléatoires de Haar). Le processeur clé en main permet également une interférence quantique de haute visibilité (98 %). Le professeur Fabio Sciarrino, de l’Université de La Sapienza de Rome, entité coordinatrice du projet PHOQUSING (PHOTONICS QUANTUM SAMPLING MACHINE) en Italie, observe dans l’article de QuiX Quantum: «La technologie photonique de haute performance fournie par QuiX Quantum est essentielle à la réussite du projet, car elle répond au besoin d’une transition de la science vers la technologie, nécessaire pour le développement d’une informatique quantique utile.» Le projet réunit sept partenaires de France, d’Italie, des Pays-Bas et du Portugal: cinq organismes de recherche et organisations universitaires et deux acteurs industriels, tous leaders européens dans le domaine du traitement de l’information quantique et de la photonique intégrée. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet PHOQUSING

Mots‑clés

PHOQUSING, quantique, photonique, processeur, informatique, puce, informatique quantique

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