Révolution dans l'informatique quantique : des chercheurs allemands développent des modulateurs de lumière !

Révolution dans l'informatique quantique : des chercheurs allemands développent des modulateurs de lumière !

Le monde des technologies informatiques quantiques reçoit un nouvel élan grâce à des projets de recherche innovants mis en œuvre dans diverses institutions renommées. Actuellement, le projet de Xinyu Ma de l'Université de Heidelberg est particulièrement mis en avant, qui porte sur le développement de modulateurs optoélectroniques à grande vitesse pour l'informatique quantique utilisant la lumière ultraviolette (UV). La lumière UV, connue pour sa haute énergie aux courtes longueurs d’onde, joue un rôle crucial dans l’interaction avec les atomes et les ions appelés qubits, essentiels au fonctionnement des ordinateurs quantiques. La Commission européenne a approuvé un financement d'environ 218 000 euros pour le projet intitulé « Modulateurs électro-optiques ultraviolets intégrés à grande vitesse » (HEIVOM) afin de soutenir le développement réalisé dans le groupe de recherche du professeur Pernice. La mise en œuvre de ce projet est motivée par la nécessité essentielle de développer des modulateurs permettant de contrôler la lumière de manière efficace - un domaine technologique jusqu'à présent considéré comme inadéquat. uni-heidelberg.de signalé.

Xinyu Ma, qui a obtenu son doctorat à l'Université Tsinghua en Chine en 2023, prévoit de développer des circuits optoélectroniques innovants, des processus de nanofabrication et des processus de nano-impression 3D dans le cadre de ses recherches. Ces technologies pourraient non seulement accroître l’efficacité, mais également créer de nouvelles possibilités de production et de contrôle de la lumière, essentielles au développement futur de l’informatique quantique.

Les défis technologiques de l'informatique quantique

La mise en œuvre d'ordinateurs quantiques basés sur des qubits atomiques chargés ou neutres est cruciale pour libérer leurs avantages, notamment une qualité de qubit élevée, d'excellents temps de cohérence et des qualités de porte. Le contrôle précis des faisceaux laser focalisés représente l’un des plus grands défis. Ce processus nécessite des dispositifs spécifiques pour générer des faisceaux laser focalisés, notamment des systèmes laser et des composants permettant une modulation rapide, évolutive et programmable de l'intensité ou de la phase de la lumière. A ces détails ipms.fraunhofer.de détenu.

Les modulateurs spatiaux de lumière (SLM), qui sont utilisés pour la modulation programmable et aident à réaliser des processus efficaces en informatique quantique, constituent un élément intéressant de ce développement. En particulier, le projet SMAQ du Fraunhofer IPMS se concentre sur le développement de MEMS SLM à miroir récepteur et diffractif à déphasage pour les ordinateurs quantiques à atomes neutres. Cette technologie offre des avantages significatifs par rapport aux modulateurs traditionnels à cristaux liquides, tels que l'accès à la plage spectrale ultraviolette et la possibilité d'assembler des registres de qubits atomiques de manière plus dense, ce qui permet de minimiser la diaphonie entre les pixels du modulateur.

Développement du marché et perspectives d’avenir

La demande en informatique quantique augmente. Morgan Stanley prédit que le marché des ordinateurs quantiques haut de gamme atteindra 10 milliards de dollars par an d'ici 2025. Parmi les entreprises qui travaillent activement au développement d'ordinateurs quantiques figurent de grands noms tels qu'IBM, Google et Alibaba, aux côtés de start-ups innovantes telles que Novarion et Rigetti. La variété des ordinateurs quantiques peut être divisée en deux types principaux : les ordinateurs quantiques à usage général, qui peuvent effectuer tous les types d’opérations informatiques, et les recuits quantiques, qui sont de structure plus simple et effectuent des tâches spécialisées. Par exemple, VW utilise un recuit quantique de D-Wave pour optimiser les flux de trafic depuis 2017, tandis que BMW étudie l'optimisation des robots de fabrication avec des ordinateurs quantiques, tels que fraunhofer.de signalé.

Les progrès de la technologie informatique quantique ouvrent la voie à de nouvelles façons de résoudre des problèmes complexes qui posent d’énormes défis aux ordinateurs traditionnels. Un exemple passionnant est la capacité à décomposer efficacement de petits nombres premiers, ce qui pourrait avoir des implications significatives pour les cryptosystèmes existants. Compte tenu des énormes défis liés au fonctionnement des ordinateurs quantiques – tels que la nécessité de températures extrêmement basses et d’un blindage électromagnétique – l’intégration de l’informatique quantique dans les infrastructures existantes reste l’un des principaux défis de l’avenir.