Des ordinateurs quantiques avec des CPU et mémoires séparés

<p style&equals;"text-align&colon; justify&semi;">À ce jour&comma; les <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;fr&period;wikipedia&period;org&sol;wiki&sol;Ordinateur&lowbar;quantique" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noopener noreferrer">ordinateurs quantiques<&sol;a> sont mis en œuvre pour que la programmation des opérations soit intégrée dans leur structure physique&period; Bien que de nombreuses démonstrations dans l&rsquo&semi;informatique quantique aient permis de concevoir des dispositifs à des usages spécifiques&comma; ils ne peuvent pas facilement être reprogrammés ou améliorer pour résoudre d&rsquo&semi;autres problèmes plus importants comme l&rsquo&semi;ordinateur classique&period;<&sol;p>&NewLine;<p style&equals;"text-align&colon; justify&semi;">L&rsquo&semi;architecture des ordinateurs classiques repose sur l&rsquo&semi;architecture de Von Neumann&comma; qui comprend une unité centrale de traitement &lpar;CPU&rpar; pour faire des calculs&comma; une mémoire qui contient les données et les instructions du processeur et une interface d&rsquo&semi;entrée et de sortie du CPU pour modifier les informations dans la mémoire&period; Cette architecture est facilement adaptable à presque n&rsquo&semi;importe quelle taille&comma; type d&rsquo&semi;équipement avec une capacité désirée&period;<&sol;p>&NewLine;<p style&equals;"text-align&colon; justify&semi;">Récemment&comma; le groupe de recherche de John Martinis de l&rsquo&semi;Université de Californie à Santa Barbara a crée le premier ordinateur quantique programmable à un usage général&period; Leur ordinateur quantique utilise des circuits supraconducteurs pour former un ordinateur quantique dont l&rsquo&semi;architecture soit équivalente à celle de Von Neumann&period; Le résultat a donné le premier ordinateur quantique universel &lpar;à usage général&rpar;&period; Pour illustrer l&rsquo&semi;importance de cette conception&comma; le circuit de l&rsquo&semi;UCSB &lpar;Université de Californie à Santa Barbara&rpar; qui a deux registres qubit &lpar;bit quantique&rpar; et deux mémoires intriquées a été utilisé pour simuler une porte logique à trois qubits&period; Une telle fonction permettra de résoudre les problèmes d&rsquo&semi;engorgements &lpar;capacité d&rsquo&semi;informations supérieure à celle que le CPU peut supporter selon l&rsquo&semi;architecture de Von Neumann&rpar;&period;<&sol;p>&NewLine;<p style&equals;"text-align&colon; justify&semi;">Le transporteur de l&rsquo&semi;information quantique est le qubit&comma; comparé par analogie au bit classique&period; Mais alors que le bit est un simple signal de 1 ou 0&comma; le qubit est par essence un vecteur unitaire dont la direction est décrite par une paire d&rsquo&semi;angles&comma; θ et Φ&period; Ces angles décrivent la superposition des états quantiques que constitue l&rsquo&semi;information quantique dans le qubit&period; Tandis qu&rsquo&semi;un bits définit un paramètre binaire unique &lpar;&plus; 1&rpar;&comma; un qubit définit une variable continue complexe&period; Lorsqu&rsquo&semi;une opération quantique est réalisée sur un qubit&comma; ces angles changent&comma; en modifiant ainsi l&rsquo&semi; information quantique contenue dans ce qubit&period; Tout calcul quantique est finalement réduit à combiner les angles des états quantiques&period;<&sol;p>&NewLine;<p style&equals;"text-align&colon; justify&semi;">les circuits supraconducteurs utilisés pour la mise en œuvre de l&rsquo&semi;ordinateur quantique Von Neumann de l&rsquo&semi;UCSB  ont été choisi pour leur capacité à stocker le qubit d&rsquo&semi;informations et leur facilité de production en utilisant des techniques de micro-fabrication standard&period; En plus&comma; leur structure permet de coupler facilement les ondes radio MHz et GHz&semi; ce qui permet un contrôle plus efficace des opérations informatiques au niveau électronique&period;<&sol;p>&NewLine;<p style&equals;"text-align&colon; justify&semi;">Une plus grande dimension physique implique plusieurs types d&rsquo&semi;interférences dues aux interactions environnementales conduisant à la décohérence des qubits supraconducteurs&period; Ce qui nous amène à réduire le temps de cohérence du qubits d&rsquo&semi;environ 4 microsecondes sur le circuit de l&rsquo&semi;UCSB&period; Toutefois&comma; le paramètre clé est le nombre d&rsquo&semi;opérations quantiques qui peut être traité dans le temps de cohérence&period; Dans le cas de l&rsquo&semi;ordinateur de l&rsquo&semi;UCSB&comma; plusieurs centaines de cycles d&rsquo&semi;opérations peuvent être réalisées sans perdre la cohérence quantique&period; Cependant&comma; le nombre d&rsquo&semi;opérations quantiques cohérentes doivent être considérablement augmenté pour être utilisé dans un ordinateur quantique supraconducteur de plus grande échelle&period;<&sol;p>&NewLine;<p style&equals;"text-align&colon; justify&semi;">L&rsquo&semi;organisation bas niveau de l&rsquo&semi;ordinateur quantique de l&rsquo&semi;UCSB est appelée RezQu &lpar;architecture Résonateur&sol;zéro-Qubit&rpar;&period; Il s&rsquo&semi;agit d&rsquo&semi;un ensemble de qubits supraconducteurs &lpar;dans l&rsquo&semi;exemple actuel&comma; deux qubits&rpar;&period; Chacun des qubits supraconducteurs est couplée à un  résonateur de mémoire dédiée&comma; ainsi que d&rsquo&semi;un bus commun d&rsquo&semi;informations de résonance quantique&period; Le bus est utilisé pour coupler des qubits au cours des opérations de calcul&comma; tandis que les résonateurs de mémoire sont utilisés pour stocker l&rsquo&semi;état actuel des qubits&period; Lorsqu&rsquo&semi;un qubit passe dans son résonateur de mémoire&comma; il est placé dans un <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;fr&period;wikipedia&period;org&sol;wiki&sol;&percnt;C3&percnt;89tat&lowbar;fondamental" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noopener noreferrer">état fondamental<&sol;a>&period;<&sol;p>&NewLine;<p style&equals;"text-align&colon; justify&semi;">Grâce à leur nouvelle architecture&comma; le groupe de l&rsquo&semi;UCSB a pu mettre en œuvre la porte à trois qubits de Toffoli ou porte en phase avec une fidélité de 98&percnt;&period; Le calcul quantique  Universelle peut être effectué en utilisant des combinaisons de la <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;fr&period;wikipedia&period;org&sol;wiki&sol;Porte&lowbar;de&lowbar;Toffoli" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noopener noreferrer">porte de Toffoli<&sol;a> et des simples angles du qubit&period; Cependant&comma; il semble  qu&rsquo&semi;actuellement une fidélité de 98&percnt; ne représente pas un taux  d&rsquo&semi;erreur suffisamment faible pour permettre aux algorithmes classiques de correction d&rsquo&semi;erreurs de pouvoir reconstituer correctement l&rsquo&semi;information&period; Ainsi&comma; l&rsquo&semi;ordinateur quantique Von Neumann de l&rsquo&semi;UCSB est potentiellement capable de calcul quantique universel mais limité uniquement par les ressources mémoires et le temps de cohérence quantique&period; Il est nécessaire aussi d&rsquo&semi;améliorer sa fidélité pour utiliser tout son potentiel&period;<&sol;p>&NewLine;<p>La documentation de leur recherche a été publiée en ligne <a href&equals;"http&colon;&sol;&sol;www&period;sciencemag&period;org&sol;content&sol;334&sol;6052&sol;61&period;abstract" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noopener noreferrer">ici<&sol;a>&period;<&sol;p>&NewLine;<p style&equals;"text-align&colon; right&semi;">Source &colon; <a href&equals;"http&colon;&sol;&sol;www&period;gizmag&period;com&sol;quantum-computer-von-neumann&sol;21340&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noopener noreferrer">gmag<&sol;a>&comma; <a href&equals;"http&colon;&sol;&sol;www&period;ia&period;ucsb&period;edu&sol;pa&sol;display&period;aspx&quest;pkey&equals;2553" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noopener noreferrer">ucsb<&sol;a>&comma; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;physicsworld&period;com&sol;a&sol;computer-architecture-recreated-on-quantum-device&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noopener noreferrer">physicsworld<&sol;a><&sol;p>&NewLine;