Pour la première fois, le nouvel ordinateur quantique H2 de Quantinuum a créé de la matière quantique topologique non abélienne et tressé ses anyons

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La création et la manipulation contrôlées d'anyons non abéliens conduisant à des qubits topologiques représentent une étape importante vers l'informatique quantique universelle tolérante aux pannes

BROOMFIELD, Colorado, 11 mai 2023 /PRNewswire/ -- Quantinuum est fier et heureux d'annoncer cette étape importante vers l'informatique quantique tolérante aux pannes. Cette réalisation a été rendue possible par la sortie du modèle de système H2 de Quantinuum, l'ordinateur quantique le plus performant jamais construit.

Le lancement officiel du processeur quantique H2 de Quantinuum, propulsé par Honeywell, fait suite à d'importants travaux de pré-lancement menés avec divers partenaires internationaux et a été essentiel pour la création et la manipulation contrôlées d'anyons non abéliens. Le contrôle précis des anyons non abéliens est depuis longtemps considéré comme la voie à suivre pour utiliser des qubits topologiques dans un ordinateur quantique tolérant aux pannes.

Tony Uttley, président et directeur d'exploitation de Quantinuum, a déclaré : « Avec notre système de deuxième génération, nous entrons dans une nouvelle phase de l'informatique quantique. H2 met en évidence l'opportunité d'obtenir des résultats précieux qui ne sont possibles qu'avec un ordinateur quantique. Le développement du processeur H2 est également une étape cruciale dans l'évolution vers l'informatique quantique universelle tolérante aux pannes. »

Il a ajouté : « Cette démonstration est une belle preuve de la puissance de notre feuille de route matérielle de la série H et renforce notre objectif principal, qui est de permettre à nos clients de s'attaquer à des problèmes qui étaient auparavant hors de portée des ordinateurs classiques. Les implications pour la société sont considérables et nous sommes impatients de voir comment cette technologie va véritablement changer le monde. »

L'une des premières expériences menées sur H2 par des scientifiques de Quantinuum, en collaboration avec des chercheurs de l'université de Harvard et de Caltech, a mis en évidence un nouvel état de la matière, un état topologiquement ordonné non abélien. Il s'agit d'un domaine d'expertise qui a été poursuivi en « mode furtif » pendant quelques années au sein de Quantinuum, avec l'équipe principale basée à Munich et dirigée par le Dr Henrik Dreyer.

Grâce aux caractéristiques de différenciation et au contrôle de précision du processeur H2, l'état topologique (qui est essentiellement un qubit avec une capacité de porte limitée) a été créé de manière à ce que ses propriétés puissent être contrôlées avec précision en temps réel, démontrant ainsi la création, le tressage et l'annihilation (mesure) d'anyons non abéliens.

Les résultats, publiés aujourd'hui dans une pré-impression d'un article scientifique détaillé qui a été mis à disposition sur arXiv, explique les travaux de Quantinuum. Ces travaux ouvrent de nouveaux champs de recherche passionnants dans le domaine de la physique de la matière condensée, ce qui aurait été impossible en utilisant uniquement un ordinateur classique. Avec d'autres codes QEC (trouvés ici et ici), cette réalisation montre que ce n'est qu'une question de temps avant que le matériel de Quantinuum ne démontre le meilleur chemin vers la tolérance aux pannes.

« L'informatique quantique tolérante aux pannes est notre objectif ultime. Notre leadership mondial en informatique quantique continue d'être mis en évidence et prouvé par des avancées réelles. Ainsi, la création et la manipulation d'anyons non abéliens pour créer des qubits topologiques sont un autre exemple qui montre que lorsque des outils incroyables sont donnés à des personnes brillantes, elles trouvent quelque chose d'extraordinaire à en faire », a déclaré Ilyas Khan, fondateur et directeur général des produits chez Quantinuum. « Cela pourrait bien être un moment de transition pour le secteur de l'informatique quantique, et le fait que nous ayons utilisé un ordinateur quantique comme machine-outil pour construire des qubits topologiques qui constituent une étape importante vers l'informatique quantique tolérante aux pannes est un témoignage supplémentaire de notre conviction de longue date selon laquelle les systèmes quantiques sont mieux explorés et créés par d'autres systèmes quantiques. C'est précisément ce que Feynman avait prévu dans ses célèbres remarques, si souvent citées comme fondements de l'informatique quantique. »

Il a ajouté : « Nous sommes impatients de tirer parti de cette percée décisive. Nous vivons une période passionnante pour l'ensemble du secteur et nous sommes impatients de partager avec le monde entier d'autres étapes importantes. »

Innovations du H2

Les caractéristiques du H2 comprennent initialement 32 qubits haute fidélité entièrement connectés et une toute nouvelle architecture qui fait progresser la conception linéaire du modèle de système H1 (avec un nouveau piège à ions dont la forme ovale ressemble à un « circuit »). Quantinuum a présenté les capacités du H2 en démontrant un état GHZ de 32 qubits (un état non classique où les 32 qubits sont globalement imbriqués), le plus grand jamais enregistré.

La conception unique en forme de « circuit » du modèle de système H2 permet une connectivité totale entre les qubits, ce qui signifie que chaque qubit du H2 peut être directement imbriqué par paire avec n'importe quel autre qubit du système. À court terme, cela permet de réduire les erreurs globales dans les algorithmes, et à long terme, cela ouvre de nouvelles possibilités pour de nouveaux codes de correction d'erreurs plus efficaces : deux éléments essentiels pour continuer à accélérer les capacités de l'informatique quantique. Combinée à la démonstration d'anyons non abéliens contrôlés, cette réalisation intégrée marque une étape importante dans le stockage et le traitement de l'information quantique topologique.

De plus, la nouvelle conception constitue une étape importante dans la démonstration du potentiel de mise à l'échelle des dispositifs de piégeage d'ions. Non seulement H2 démontre le pouvoir de mise à l'échelle des pièges à ions dans l'architecture des dispositifs à couplage de charge quantique (QCCD) : il montre la capacité de mettre à l'échelle simultanément le nombre de qubits tout en maintenant les performances, mais il contient également de nouvelles technologies qui ouvrent la voie à une mise à l'échelle plus poussée dans les générations suivantes. À l'instar des systèmes de première génération, le H2 est conçu pour s'adapter à de futures mises à niveau tout au long de son cycle de vie, ce qui signifie que le nombre et la qualité des qubits seront tous deux améliorés.

Construit sur les bases éprouvées de la série H de Quantinuum, le modèle de système H2 comprend de nombreuses caractéristiques qui le distinguent collectivement des autres types d'ordinateurs quantiques : connectivité intégrale, réutilisation des qubits, mesure en milieu de circuit avec logique conditionnelle, opérations de qubits haute-fidélité à la pointe du secteur et longs temps de cohérence. De plus, les gains de performance impressionnants du modèle de système H1, qui a permis d'atteindre des records de volume quantique (QV) sans cesse croissants, devraient se poursuivre avec le H2. Le H2 sera lancé avec un volume quantique de 65 536, dépassant le dernier record annoncé avec le H1-1 en février de cette année.

Utilisation du H2 aujourd'hui

Outre la percée qui a fait la une des journaux, le H2 a déjà fait l'objet d'études expérimentales par une série d'organisations et d'entreprises, avec des résultats notables :

• Global Technology Applied Research chez JPMorgan Chase a publié un article scientifique sur la conception d'algorithmes d'optimisation quantique pour l'optimisation de portefeuilles, avec des résultats numériques validés avec succès sur le H2 pendant l'accès précoce.
• L'équipe d'apprentissage automatique de Quantinuum a démontré une nouvelle routine d'optimisation heuristique qui peut résoudre des problèmes d'optimisation avec un minimum de ressources quantiques.

Ces études récentes sont disponibles dans des articles techniques ici. Un article publié séparément décrivant les caractéristiques du H2, l'analyse comparative et les comparaisons avec d'autres matériels, ainsi que des détails sur le record mondial d'imbrication, est disponible ici. Tous les articles techniques seront soumis au processus d'évaluation scientifique par les pairs.

Le H2 est disponible dès maintenant grâce à l'accès cloud de Quantinuum et sera disponible via Microsoft Azure Quantum à partir du mois de juin. De plus, l'émulateur de H2 tenant compte du bruit est rendu possible grâce au SDK cuQuantum de NVIDIA, qui comprend des bibliothèques et des outils optimisés, permettant d'accélérer les flux de travail de simulation de l'informatique quantique.

Le Dr Rajeeb (Raj) Hazra, PDG de Quantinuum, a déclaré : « Pour quiconque pensait que les ordinateurs quantiques capables de repousser les limites de la connaissance humaine et du progrès scientifique étaient encore loin, aujourd'hui marque un tournant. Une équipe de scientifiques de renommée mondiale a utilisé l'ordinateur quantique H2 de Quantinuum pour réaliser quelque chose qui n'était pas possible auparavant. » Il a ajouté : « Le H2 représente un moment de rupture pour Quantinuum. Notre ordinateur quantique de deuxième génération, alimenté par le processeur quantique H2 et les logiciels associés, offre aujourd'hui les meilleures performances du secteur, tout en jetant les bases d'une accélération significative de l'informatique quantique tolérante aux pannes. »

À propos de Quantinuum

Quantinuum est la plus grande entreprise autonome d'informatique quantique au monde. Elle est née de la fusion entre le matériel de pointe de Honeywell Quantum Solutions et des applications et des middleware de premier rang de Cambridge Quantum. Guidée par la science et animée par un esprit d'entreprise, Quantinuum accélère l'informatique quantique et le développement d'applications dans les domaines de la chimie, de la cybersécurité, de la finance et de l'optimisation. Son objectif est de créer des solutions quantiques évolutives et commerciales pour résoudre les problèmes les plus urgents du monde dans des domaines tels que l'énergie, la logistique, le changement climatique et la santé. L'entreprise emploie plus de 480 personnes, dont 350 scientifiques et ingénieurs, sur huit sites aux États-Unis, en Europe et au Japon. Pour obtenir plus d'informations, veuillez consulter le site Web http://www.quantinuum.com.

La marque Honeywell est utilisée sous licence de Honeywell International Inc. Honeywell ne fait aucune déclaration ni ne donne aucune garantie concernant ce service.

Photo : https://mma.prnewswire.com/media/2072513/Quantinuum_H2_Angle_2.jpg