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Un pas de géant : des chercheurs israéliens construisent le premier ordinateur quantique du pays

Un pas de géant : des chercheurs israéliens construisent le premier ordinateur quantique du pays

Une équipe de chercheurs israéliens a construit le premier ordinateur quantique du pays, un exploit majeur qui a mis des années à se réaliser, selon le professeur Roee Ozeri de l’Institut Weizmann des sciences, expert en recherche en informatique quantique au Département de physique des complexes. Systèmes.

Ozeri a déclaré au Times of Israel lors d’un entretien téléphonique mardi que lui et une équipe de doctorants du laboratoire de son université travaillent sur les différents éléments de l’ordinateur depuis plusieurs années et ont passé les deux ou trois dernières années à assembler l’appareil.

« Beaucoup de temps a été consacré au savoir-faire technique et à l’assemblage des éléments constitutifs de l’ordinateur quantique », a-t-il déclaré. Le projet a été dirigé par le Dr Tom Manovitz, chercheur en informatique quantique et étudiant en recherche de Yotam Shapira, et a été publié mardi dans PRX Quantum, une revue à comité de lecture publiée par l’American Physical Society (APS).

L’appareil est l’un des quelque 30 ordinateurs quantiques dans le monde à différentes étapes et l’un des moins de 10 qui utilisent des pièges à ions, une technologie de pointe qui confine les ions (molécules avec une charge électrique nette) dans un petit espace à l’aide d’aimants et/ou d’électricité . des champs. Les ions piégés peuvent former la base de bits quantiques, ou qubits, l’unité de base de l’information quantique.

Alors que les ordinateurs classiques effectuent des opérations logiques basées sur l’une des deux positions : 1 ou 0, allumé ou éteint, haut ou bas, les ordinateurs quantiques peuvent maintenir les qubits en « superposition », un principe de la mécanique quantique dans lequel les deux sont simultanément. Dans cet état, les ordinateurs quantiques « peuvent analyser simultanément un grand nombre de résultats potentiels », selon le MIT Technology Review. Explication.

Il existe également le concept d’intrication, où des paires de qubits existent dans un seul état quantique. « Les ordinateurs quantiques exploitent des qubits enchevêtrés dans une sorte de guirlande quantique pour opérer leur magie. La capacité des machines à accélérer les calculs à l’aide d’algorithmes quantiques spécialement conçus est la raison pour laquelle leur potentiel fait tant parler d’eux », selon le magazine.

Le professeur Roee Ozeri, expert en informatique quantique à l’Institut Weizmann des sciences. (Yaël Ilan)

Le domaine est relativement nouveau et extrêmement complexe, mais les experts disent que l’informatique quantique peut être extrêmement bénéfique dans des secteurs tels que la cybersécurité, les matériaux et les produits pharmaceutiques, la banque et la finance, et la fabrication de pointe, et peut conduire à des développements massifs dans de vastes domaines tels que l’économie, la sécurité, l’ingénierie et la science.

Les géants de la technologie comme Google, Microsoft, IBM et Intel sont tous carrières pour rendre l’informatique quantique plus accessible et construire des systèmes supplémentaires, tandis que des pays comme la Chine, les États-Unis, l’Allemagne, l’Inde et le Japon sont déversant des millions dans le développement de leurs propres capacités quantiques.

selon les récents prévisions de marchéLa taille du marché mondial de l’informatique quantique devrait atteindre 487,4 millions de dollars en 2021 et atteindre 3,7 milliards de dollars d’ici 2030.

L’ordinateur Weizmann est une machine à cinq qubits, à peu près le niveau atteint par la version d’IBM lorsque la société a commencé à proposer l’informatique quantique en tant que service cloud l’année dernière.

Ozeri a déclaré que l’équipe utilisera désormais l’ordinateur quantique pour exécuter des algorithmes avancés tout en travaillant sur une machine plus grande qui gérera des charges de données plus importantes. Il a estimé que le plus grand ordinateur quantique, appelé WeizQC, prendra encore au moins un an.

Le nom WeizQC est un hommage à WEIZAC, le nom de l’un des premiers ordinateurs au monde construit en Israël à l’Institut Weizmann dans les années 1950, « quand tout Israël n’avait que des marais et des chameaux », a déclaré Ozeri dans un communiqué de l’université. .

Un piège à ions a été placé à l’intérieur d’une chambre à vide dans un grand récipient métallique, qui protège les ions du bruit magnétique. Ces éléments font partie de l’ordinateur quantique construit par des chercheurs de l’Institut Weizmann, le 22 mars 2022. (Freddy Pizanti)

« Aujourd’hui, Israël est un empire technologique ; il n’y a aucune raison pour que nous ne soyons pas leaders dans la course à l’informatique quantique », a-t-il déclaré.

WeizQC devrait fonctionner avec 64 qubits et « démontrer un avantage quantique, qui n’a jusqu’à présent été obtenu qu’avec des ordinateurs construits dans deux laboratoires : à Google et à l’Université des sciences et technologies de Chine », a déclaré l’université.

Les ordinateurs quantiques devraient répondre à « plusieurs [data] problèmes qui ne peuvent être résolus aujourd’hui; c’est un nouveau paradigme informatique où nous prenons des problèmes qui sont actuellement insolubles et les abordons », a déclaré Ozeri. À titre d’exemples, il a cité «des choses comme les données sur le trafic, les nouvelles molécules et les médicaments, [and] cryptographie. »

Une photo illustrative du Quantum System One d’IBM, le premier système informatique quantique intégré au monde. (IBM)

Mais Ozeri a également reconnu que les utilisations pratiques des ordinateurs quantiques restaient « une question ouverte ».

« Nous découvrons encore le véritable potentiel », a-t-il déclaré.

progrès quantiques

Israël abrite une vingtaine de startups et d’entreprises actuellement axées sur les technologies quantiques, dont Quantum Machines, qui a levé 50 millions de dollars en septembre dernier. La société a été fondée en 2018 et a ensuite développé un langage universel standard pour les ordinateurs quantiques, ainsi qu’une plate-forme unique qui les aide à fonctionner.

Le mois dernier, l’Autorité israélienne de l’innovation et le ministère de la Défense ont annoncé qu’ils dépenseraient environ 200 millions de shekels (62 millions de dollars) pour développer un ordinateur quantique appartenant à l’État et jeter les bases de la capacité de calcul israélienne sur le terrain.

Le budget financera deux pistes parallèles, selon l’annonce. L’Autorité israélienne de l’innovation se concentrera sur le développement de l’infrastructure pour la capacité de calcul quantique, qui, selon elle, pourrait inclure l’utilisation de technologies étrangères. Pendant ce temps, la Direction de la recherche et du développement pour la défense (DDR&D) du ministère de la Défense établira un centre national doté de capacités quantiques qui travaillera avec des partenaires universitaires, industriels et gouvernementaux pour développer un processeur quantique, puis un ordinateur quantique complet.

L’initiative s’inscrit dans le cadre du lancement en 2018 de Programme national israélien de science et technologie quantiques avec un budget de 200 millions de NIS, il a ensuite été étendu à 1,25 milliard de NIS (390 millions de dollars). Le programme a été lancé pour faciliter la recherche quantique pertinente, développer le capital humain dans le domaine, encourager les projets industriels et inviter la coopération internationale en recherche et développement.

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