Explorez Google Quantum AI Lab: Découvrez les mécanismes de l'informatique quantique

Aujourd'hui, l'équipe Quantum AI de Google a introduit Willow, une puce informatique quantique révolutionnaire qui non seulement corrige les erreurs à un rythme sans précédent mais effectue également certains calculs plus rapidement que les superordinateurs traditionnels. Cela marque un moment central dans notre quête pour développer un ordinateur quantique fiable qui repoussera les limites de la connaissance humaine pour le plus grand bien. L'informatique quantique représente un saut révolutionnaire en avant, exploitant les principes de la mécanique quantique - le langage même de l'univers - pour transcender les limites de l'informatique classique.

Rejoignez-nous dans un voyage dans le laboratoire de quantum Google, où nous explorerons comment les fonctions informatiques quantiques et plongez dans six concepts quantiques essentiels.

Computing quantique: pourquoi tout le reste est "informatique classique"

Quantum Computing offre un nouveau paradigme en calcul. La plupart d'entre nous sont habitués à l'informatique classique, qui s'appuie sur des chiffres binaires, ou des «bits», qui existent sous forme de 1 ou 0. Ces bits sont le fondement de tout, des calculatrices simples aux vastes centres de données, ce qui entraîne la révolution numérique des 50 dernières années. En revanche, l'informatique quantique utilise des bits quantiques, ou «qubits», qui fonctionnent dans un ensemble de règles complètement différent.

Qubits: les éléments constitutifs de l'informatique quantique

Les Qubits fonctionnent dans le domaine de la physique quantique, où ils ne sont pas limités à des seulement 1 ou 0. Au lieu de cela, ils peuvent exister simultanément dans une superposition des deux États. Cette capacité à représenter plusieurs états à la fois, combinée à un enchevêtrement - où les qubits peuvent être liés pour créer des combinaisons complexes - fournissent des ordinateurs quantiques avec une immense puissance de calcul. Par exemple, deux qubits enchevêts peuvent représenter 00, 01, 10 et 11 en même temps. Cette capacité unique permet aux ordinateurs quantiques de s'attaquer à certains des problèmes les plus difficiles beaucoup plus efficacement que leurs homologues classiques.

Fabrication: comment l'équipe quantique AI crée des chips de qubit

Contrairement à l'industrie bien établie derrière les puces informatiques classiques, l'informatique quantique en est encore à ses balbutiements. Chez Google, nous fabriquons nos qubits en interne à l'aide de circuits intégrés supraconducteurs. En motivant de manière innovante les métaux supraconducteurs, nous créons des circuits avec capacité et inductance, incorporant des éléments non linéaires spéciaux appelés Josephson Junctions. Grâce à la sélection méticuleuse des matériaux et à un réglage fin des processus de fabrication, nous produisons des qubits de haute qualité qui peuvent être contrôlés et intégrés dans des dispositifs sophistiqués.

Bruit: construire des emballages pour protéger les ordinateurs quantiques des perturbations

Les ordinateurs quantiques sont incroyablement sensibles, capables de résoudre des problèmes hors de portée des ordinateurs classiques, mais ils sont facilement perturbés par le "bruit" - la conférence à partir de sources comme les ondes radio, les champs électromagnétiques et même les rayons cosmiques. Pour maintenir l'intégrité des processus quantiques, notre équipe construit des emballages spécialisés. Tout comme un studio insonorisé pour enregistrer les artistes, cet emballage relie les Qubits au monde extérieur tout en minimisant les perturbations externes. Cela nécessite une génie mécanique et électromagnétique complexe, ainsi qu'une considération attentive des matériaux et un placement précis des circuits.

Câblage: création de voies pour contrôler un ordinateur quantique

Le contrôle d'un ordinateur quantique consiste à naviguer dans des variations de température extrêmes. Nous utilisons des signaux micro-ondes pour gérer les qubits, en les transmettant à travers des fils soigneusement sélectionnés qui s'étendent de la température ambiante au zéro quasi-absolute. Ces fils sont choisis pour leur capacité à fournir des signaux efficacement et avec précision. De plus, l'intégration des filtres le long du câblage aide à protéger les qubits contre le bruit externe, garantissant que leurs performances restent sans compromis.

Réfrigérateur de dilution: l'un des endroits les plus froids de l'univers

Les qubits supraconducteurs nécessitent des températures plus froides que l'espace extérieur pour fonctionner efficacement. Nous réalisons ces conditions ultra-froides à l'aide d'un appareil appelé réfrigérateur de dilution. En abritant nos qubits dans ce réfrigérateur, les métaux supraconducteurs entrent dans un état de résistance zéro, permettant à l'électricité de s'écouler sans perte d'énergie et minimisant le bruit thermique. Cet environnement glacial permet à nos qubits de maintenir leurs propriétés quantiques et d'exécuter des calculs quantiques complexes.

Willow représente une progression importante dans les efforts de notre équipe quantique d'IA pour débloquer le plein potentiel de l'informatique quantique. Maintenant que vous avez aperçu nos travaux de laboratoire, explorez notre feuille de route de calcul quantique pour découvrir comment nous prévoyons de transmettre la technologie quantique du laboratoire aux applications pratiques.