Publié le 29 décembre 2025 17h36:00. Des chercheurs ont franchi une étape importante dans le développement de l’informatique quantique en démontrant l’efficacité d’une nouvelle approche basée sur la lumière, ouvrant la voie à des machines plus stables et plus performantes pour résoudre des problèmes complexes.
- L’utilisation de photons, capables de fonctionner à température ambiante et de conserver l’information quantique plus longtemps, permet de créer une plateforme de calcul quantique plus stable et évolutive.
- Le solveur propre quantique variationnel (VQE), un algorithme adapté au matériel quantique actuel, a été implémenté avec succès sur des systèmes photoniques pour estimer avec précision les états fondamentaux moléculaires.
- Cette avancée promet des applications concrètes dans des domaines variés tels que la science des matériaux, la découverte de médicaments et l’optimisation des batteries.
L’informatique quantique, qui promet de révolutionner le calcul en s’attaquant à des problèmes insolubles pour les ordinateurs classiques, est confrontée à des défis majeurs en termes de construction et de stabilité des machines. Une équipe de scientifiques, menée par Kang-Min Hu, Min Namkung et Hyang-Tag Lim, a exploré une voie prometteuse en exploitant les propriétés uniques de la lumière pour surmonter ces obstacles.
Leur recherche se concentre sur le solveur propre quantique variationnel (VQE), un algorithme particulièrement bien adapté aux ordinateurs quantiques actuels, limités en nombre de qubits et en cohérence. En adaptant le VQE pour une mise en œuvre sur des systèmes photoniques, les chercheurs ont pu tirer parti de la capacité des photons à fonctionner à température ambiante et à conserver l’information quantique pendant de longues périodes, créant ainsi une plateforme plus stable et évolutive.
Les systèmes photoniques offrent des avantages significatifs par rapport à d’autres approches de l’informatique quantique. Ils permettent notamment de coder les qubits en utilisant le moment cinétique orbital de la lumière, de construire des processeurs évolutifs grâce à la photonique intégrée et de manipuler les qubits par l’interférence de Hong-Ou-Mandel. Ces technologies, combinées à des techniques d’atténuation des erreurs et d’optimisation des algorithmes, ouvrent la voie à des calculs quantiques plus fiables et plus performants.
Les chercheurs ont démontré l’efficacité de leur approche en appliquant le VQE photonique à des problèmes de chimie quantique et de physique à N corps. Ils ont notamment simulé des molécules telles que H2, HeH+ et LiH, obtenant des résultats en accord étroit avec les prédictions théoriques. Ils ont également réussi à factoriser le nombre 35, une opération importante en cryptographie, en utilisant un circuit quantique à profondeur constante.
Pour améliorer la précision de leurs calculs, les scientifiques ont exploré des techniques d’atténuation des erreurs telles que l’extrapolation sans bruit et l’atténuation du bruit de Pauli. Ils ont également utilisé des méthodes d’optimisation classiques, comme la descente de gradient et l’optimisation par essaims de particules, pour affiner les paramètres de l’algorithme.
Ces avancées positionnent le VQE photonique comme une plateforme prometteuse pour le développement de l’informatique quantique à court terme, notamment dans le contexte des appareils quantiques bruyants à échelle intermédiaire (NISQ). Des entreprises comme PsiQuantum et IBM Quantum, ainsi que de nombreux groupes de recherche académiques, contribuent activement à ces progrès.
La recherche se poursuit pour surmonter les défis restants, tels que le problème du plateau stérile, et pour étendre les capacités du VQE photonique à des problèmes plus complexes, notamment le calcul des énergies des états excités, essentiels à la compréhension des réactions photochimiques et des propriétés des matériaux optiques. Ces travaux représentent une étape cruciale dans l’avancement de la science et de la technologie de l’information quantique.
