La startup nano-tech Diraq, en partenariat avec l’Institut européen IMEC, a montré que ses puces quantiques à base de silicium maintiennent une grande précision lorsqu’elles sont produites dans un cadre de fabrication standard, un développement pour rendre les ordinateurs quantiques viables. La collaboration entre la startup UNSW Sydney et le Nanoelectronics Institute Interuniversity Microelectronics Center (IMEC) a démontré que les puces quantiques de Diraq fonctionnent avec la même fiabilité lorsqu’elles sont produites sur une ligne de fabrication de puces de semi-conducteurs commerciaux que dans les conditions expérimentales d’un laboratoire de recherche UNSW. Dans un article publié dans la revue Nature Le 24 septembre, les équipes ont rapporté que des appareils conçus par Diraq et fabriqués par IMEC avaient réalisé une fidélité de plus de 99% dans des opérations impliquant deux bits quantiques, ou «Qubits». Andrew Dzurak, professeur d’ingénierie UNSW et fondateur et PDG de Diraq, a déclaré qu’avant ce travail, il n’avait pas été établi si la fidélité en laboratoire des processeurs pouvait être reproduite dans un environnement de fabrication. « Jusqu’à présent, il n’avait pas été prouvé que la fidélité en laboratoire des processeurs – ce qui signifie que la précision dans le monde de l’informatique quantique – pourrait être traduite par un cadre de fabrication », a déclaré Dzurak. Il a expliqué que les résultats de la collaboration avec l’IMEC suppriment cette incertitude. « Maintenant, il est clair que les puces de Diraq sont entièrement compatibles avec les processus de fabrication qui existent depuis des décennies. » Ce résultat est une étape vers les processeurs quantiques de Diraq atteignant ce qui est connu sous le nom d’échelle d’utilité. Ce terme décrit le point auquel la valeur commerciale d’un ordinateur quantique dépasse son coût opérationnel. Atteindre cet objectif est une métrique clé établie par la Quantum Benchmarking Initiative, un programme géré par la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des États-Unis. L’initiative est conçue pour évaluer si le Diraq et 17 autres sociétés participantes peuvent atteindre le seuil à l’échelle des services publics. Pour résoudre des problèmes au-delà de la capacité des ordinateurs quantiques les plus avancés d’aujourd’hui, les ordinateurs quantiques à l’échelle des services publics devront stocker et manipuler des informations quantiques à l’aide de millions de qubits. Ce grand nombre est nécessaire pour surmonter les erreurs inhérentes associées à l’état quantique fragile. « Atteindre l’échelle des services publics dans les charnières informatiques quantiques sur la recherche d’un moyen commercialement viable de produire des bits quantiques à haute fidélité à l’échelle », a commenté Dzurak. La nécessité d’une production rentable et à grande échelle de qubits haute fidélité est un défi central dans le domaine. Le silicium est devenu un matériau leader pour la construction d’ordinateurs quantiques car il permet l’intégration de millions de qubits sur une seule puce. Ce matériel fonctionne également avec l’industrie des micropuces de milliards de dollars existantes, en utilisant les mêmes méthodes qui placent des milliards de transistors sur des puces informatiques modernes. « La collaboration de Diraq avec l’IMEC montre clairement que les ordinateurs quantiques basés sur le silicium peuvent être construits en tirant parti de l’industrie des semi-conducteurs matures, ce qui ouvre une voie rentable vers des puces contenant des millions de qubits tout en maximisant la fidélité », a déclaré Dzurak. Le Diraq avait précédemment démontré que les qubits fabriqués dans un laboratoire universitaire pouvaient atteindre une fidélité élevée lors de l’exécution de portes logiques à deux qubit, qui sont des blocs de construction fondamentaux pour les futurs ordinateurs quantiques. Une question restante était de savoir si ce niveau de fidélité pouvait être reproduit lorsque les qubits étaient fabriqués dans un environnement de fonderie semi-conducteur. « Nos nouvelles découvertes démontrent que les qubits en silicium de Diraq peuvent être fabriqués à l’aide de processus qui sont largement utilisés dans les fonderies de semi-conducteurs, respectant le seuil de tolérance aux pannes d’une manière qui est rentable et compatible avec l’industrie », a noté Dzurak. Avant cette réalisation, Diraq et IMEC avaient déjà montré que les qubits fabriqués à l’aide de processus CMOS – la même technologie utilisée pour construire des puces informatiques quotidiennes – pourraient effectuer des opérations à qubit unique avec une précision de 99,9%. Cependant, les opérations plus complexes à deux qubit, qui sont essentielles pour atteindre l’échelle des services publics, n’avaient pas encore été démontrées avec la fidélité requise. La démonstration réussie de la fidélité à deux qubits traite de cette étape technique spécifique. «Cette dernière réalisation ouvre la voie au développement d’un ordinateur quantique fonctionnel et tolérant entièrement aux défauts qui est plus rentable que toute autre plate-forme Qubit», a déclaré Dzurak.
