Informatique
Une nouvelle métasurface crée une source de lumière quantique évolutive
Securities.io applique des normes éditoriales rigoureuses et peut percevoir une rémunération pour les liens vérifiés. Nous ne sommes pas un conseiller en investissement agréé et ceci ne constitue pas un conseil en investissement. Veuillez consulter notre divulgation de l'affiliation.
Résoudre la lumière quantique
L'informatique quantique recèle de nombreuses promesses, allant de la résolution de calculs autrement impossibles à réaliser, en passant par la possibilité de briser toutes les formes de cryptage existantes, jusqu'à la création d'ordinateurs ultra-efficaces du point de vue de la consommation d'énergie.
Si les ordinateurs quantiques devenaient suffisamment puissants, ils pourraient révolutionner complètement la médecine grâce au calcul instantané de la configuration 3D des protéines, aux sciences des matériaux, à la modélisation du climat, ou même formation des IA.
Très probablement, la communication entre les puces quantiques et les ordinateurs quantiques se fera grâce à l’utilisation de la particule élémentaire de la lumière : les photons.
Plus précisément, les photons intriqués, où ils interagissent entre eux par des effets quantiques, même lorsqu'ils sont séparés. D'autant plus qu'il est désormais prouvé que nous pouvons utiliser des fibres optiques normales pour transmettre des données quantiques sur au moins des dizaines de kilomètres.
Cependant, la production de photons intriqués représente un énorme défi et entrave la possibilité de faire évoluer les ordinateurs quantiques vers une taille, une fiabilité et un coût où ils sont utiles.
Des solutions de contournement sont en cours de développement, par exemple : la production de photons uniques à partir d'une source de photons imparfaite, grâce à l'optique non linéaire et à la téléportation de photons uniques. Booster efficacité des sources lumineuses utilisant l'erbium est une autre option potentielle.
Mais au final, nombre de ces solutions pourraient s'avérer trop complexes pour résoudre le problème. C'est pourquoi un métamatériau récemment développé pourrait révolutionner l'avenir des ordinateurs quantiques. Ce composant nanométrique, capable de transformer en lumière des informations quantiques évolutives et à faible décohérence, a été développé par des chercheurs de l'Université Harvard et publié dans la prestigieuse revue Science.1 sous le titre "Graphes quantiques de métasurface pour l'interférence Hong-Ou-Mandel généralisée ».
Sources de lumière quantiques
Afin de transférer des données entre les sous-composants d'un ordinateur quantique et entre différents ordinateurs quantiques, les données quantiques doivent être préservées. Cela se fait généralement par la création de particules intriquées, notamment des photons.
Ces particules enchevêtrées reproduiront l'état de l'autre, même lorsqu'elles sont séparées par de grandes distances.
Jusqu'à présent, les chercheurs en informatique quantique ont principalement utilisé des méthodes « traditionnelles » pour générer des photons intriqués. Il s'agit soit de faire passer les photons à travers des guides d'ondes sur des micropuces étendues, soit de dispositifs volumineux constitués de lentilles, de miroirs et de séparateurs de faisceaux.
Le problème est que ces systèmes sont trop grands, trop complexes et difficiles à produire en quantités suffisantes pour que la méthode puisse atteindre les nombres requis par un réseau quantique.
Un autre problème est la « décohérence ». Une complexité mathématique accrue apparaît lorsque le nombre de photons, et donc de qubits, augmente.
Chaque photon supplémentaire introduit de nombreuses nouvelles voies d’interférence, qui, dans une configuration conventionnelle, nécessiteraient un nombre croissant de séparateurs de faisceaux et de ports de sortie.
Métasurface quantique
Métamatériaux
Les métamatériaux modifient la structure d’un matériau donné, lui conférant des caractéristiques différentes de celles des matériaux de base dont il est fait.
Cela est le plus souvent réalisé en créant des motifs répétitifs de forme, de géométrie, de taille, d’orientation, etc. précises, le tout à l’échelle nanométrique.
La création contrôlée de microstructures régulières peut améliorer les performances d'un matériau par rapport à son composant de base. Ces performances peuvent être influencées par de nombreuses propriétés, telles que les propriétés électromagnétiques, acoustiques, de résistance structurelle, thermiques, etc.
Source: Science
C'est ce que les chercheurs de Harvard ont créé, avec un nouveau type de métasurfaces, des dispositifs plats gravés de motifs manipulant la lumière à l'échelle nanométrique.
« Nous introduisons un avantage technologique majeur lorsqu'il s'agit de résoudre le problème de l'évolutivité.
« Nous pouvons désormais miniaturiser une configuration optique entière en une seule métasurface très stable et robuste. »
Comment la métasurface permet une lumière quantique évolutive
La complexité mathématique des nombreux photons nécessaires aux calculs quantiques complexes peut être gérée par une branche des mathématiques appelée théorie des graphes. Pour simplifier, elle utilise des points et des lignes pour représenter les connexions et les relations.
Source: Science
Bien que la théorie des graphes soit utilisée dans certains types de calcul quantique et de correction d'erreurs quantiques, elle n'a pas encore été utilisée dans le contexte des métasurfaces, en particulier dans leur conception et leur fonctionnement.
La théorie des graphes a permis aux chercheurs de déterminer visuellement comment les photons interfèrent les uns avec les autres et de prédire leurs effets dans des expériences.
Nouveau dispositif d'intrication de photons
En utilisant la théorie des graphes et des techniques commerciales de fabrication de semi-conducteurs, les chercheurs ont créé des « interféromètres multiports compacts ».
Ils ont utilisé la théorie des graphes pour coder à la fois la conception physique et les corrélations quantiques qu’elle produit dans la nanostructure des interféromètres.
« Cela offre également un nouvel éclairage sur la compréhension, la conception et l'application des métasurfaces, notamment pour la génération et le contrôle de la lumière quantique. Avec l'approche graphique, la conception des métasurfaces et l'état quantique optique deviennent en quelque sorte les deux faces d'une même pièce. »
Ils ont ensuite testé ses performances en utilisant des détecteurs à nanofils supraconducteurs pour mesurer le comportement des photons.
Il a été démontré que cette approche offre de nombreux avantages :
- La conception ne nécessite pas d'alignements complexes, ce qui rend la fabrication et l'installation beaucoup plus faciles.
- Il est très résistant aux perturbations, avec de faibles pertes optiques.
- Il est simple à fabriquer, ce qui le rend plus évolutif et plus rentable.
Ce travail s’est principalement concentré sur les applications possibles en informatique quantique.
Il pourrait cependant également être utile pour la détection quantique ou offrir des capacités de « laboratoire sur puce » pour la recherche scientifique fondamentale.
« Je suis enthousiasmé par cette approche, car elle pourrait faire évoluer efficacement les ordinateurs et les réseaux quantiques optiques, ce qui a longtemps été leur plus grand défi par rapport à d'autres plateformes comme les supraconducteurs ou les atomes. »
Investir dans l'informatique quantique
Honeywell / Quantinuum
(HON )
Quantinuum est le résultat de la fusion de Honeywell Quantum Solutions et de Cambridge Quantum.
Honeywell reste l'actionnaire majoritaire de la société (probablement 52 % des parts) après une levée de fonds la valorisant à 5 milliards de dollarsLe fondateur, Ilyas Khan, détiendrait environ 20 % du capital de l'entreprise. Parmi les autres actionnaires figurent JSR Corporation, Mitsui, Amgen, IBM et JP Morgan.
Une éventuelle introduction en bourse de Quantinuum à l'avenir, potentiellement dans le cadre d'une restructuration d'entreprise plus vaste, est estimé à une valeur allant jusqu'à 20 milliards de dollars et pourrait se produire entre 2026 et 2027.
L'informatique quantique n'est pas la partie centrale de l'activité d'Honeywell ; elle est davantage centrée sur les produits de l'aérospatiale, de l'automatisation et des produits chimiques et matériaux spécialisés.
Chacun de ces domaines pourrait cependant bénéficier de l’informatique quantique, en particulier chimie computationnelle et la cybersécurité quantique, donnant potentiellement à Honeywell un avantage sur ses concurrents.
Le modèle principal de la société pour l'instant est le H2, une puce à ions piégés de 56 qubits, avec une fidélité de porte à deux qubits de 99.895 %.
Les 3 prochaines générations, allant jusqu'à plus de 1000 qubits, sont déjà prévues, les prochaines versions étant prévues en 2025, 2027 et 2029.
Source: quantique
La dernière version, baptisée Apollo, constituerait une avancée majeure qui permettrait de réaliser d’innombrables applications commerciales grâce à l’informatique quantique.
| Génération | Année de sortie | Nombre de qubits | Fonctionnalités clés |
|---|---|---|---|
| H1 | 2021 | 12-20 | Banc d'essai initial d'ions piégés |
| H2 | 2024 | 56 | Haute fidélité ; connectivité tout-à-tout |
| H3 | 2025 | 100 | Photonique intégrée activée |
| Apollo | 2029 | 1000 | Système quantique entièrement tolérant aux pannes |
En conclusion, grâce aux progrès réalisés en matière de préparation matérielle et de QEC, nous sommes en ligne de mire pour Apollo d'ici la fin de la décennie, une machine entièrement tolérante aux pannes et dotée des avantages quantiques. Ce sera un tournant commercial : l'avènement d'une ère de découvertes scientifiques en physique, en matériaux, en chimie, et bien plus encore.
L'entreprise a opté pour un calcul de haute qualité avec très peu d'erreurs, plutôt que d'ajouter autant de qubits sujets aux pannes que possible, créant ainsi ce que l'on appelle un « calcul quantique tolérant aux pannes ».
Cette approche est baptisée par la société « Meilleurs qubits, meilleurs résultats », avec une quantité similaire de qubits obtenant des résultats 100 à 1,000 XNUMX fois plus fiables.
Source: quantique
Cela pourrait notamment faire une différence dans la cryptographie résistante aux quanta, dont le besoin est urgent, avec la société de défense Thales (HO.PA -0.96%) collabore déjà avec Quantinuum ainsi que les banques internationales HSBC et JP Morgan.
Quantinuum propose également sa propre chimie computationnelle quantique DansQuanto, utilisable pour les applications pharmaceutiques, scientifiques des matériaux, chimiques, énergétiques et aérospatiales.
Comme beaucoup d’autres sociétés d’informatique quantique, Quantinuum propose Helios, un « hardware-as-a-service », permettant aux utilisateurs de bénéficier de l’informatique quantique sans avoir à gérer eux-mêmes la complexité du fonctionnement du système.
Quantinuum a signé en novembre 2024 un partenariat avec l'allemand InfineonInfineon, premier fabricant européen de semi-conducteurs, apportera sa technologie intégrée de photonique et d'électronique de contrôle pour contribuer à la création de la prochaine génération d'ordinateurs quantiques à ions piégés.
Alors que la photonique intégrée se rapproche de la pratique, l'importance de ce partenariat pour l'avenir de Quantinuum est désormais évidente. Il semble que la prochaine étape pour l'entreprise soit le lancement de la première puce photonique-quantique au monde axée sur l'IA.
Dans les mois à venir, Quantinuum partagera les résultats des collaborations en cours, mettant en valeur le potentiel révolutionnaire des avancées quantiques dans l'IA générative.
La capacité innovante Gen QAI améliorera et accélérera l'utilisation des structures organiques métalliques pour l'administration de médicaments, ouvrant la voie à des options de traitement plus efficaces et personnalisées, dont les détails seront dévoilés lors du lancement d'Helios.
Quantinuum annonce une percée dans l'IA quantique générative avec un potentiel commercial énorme
L’annonce dans cette publication fait partie d’une série de nouvelles liées aux progrès rapides de la connexion IA-informatique quantique réalisée au Quantinuum.
Des cas d'utilisation plus fréquents pourraient fortement augmenter la valeur future de l'entreprise et, par conséquent, la pile d'Honeywell et le profit potentiel que les investisseurs pourraient en tirer.
(Vous pouvez également lire notre rapport complet concernant l'activité principale d'Honeywell dans les capteurs, les pièces aérospatiales et les matériaux avancés, en plus de son implication dans Quantinuum)
Actualités et développements récents concernant l'action Honeywell (HON)
Étude référencée
1. Kerolos MA Yousef, Marco D'Alessandro, Matthew Yeh, Neil Sinclair, Marko Loncar et Federico Capasso. Graphes quantiques de métasurface pour l'interférence Hong-Ou-Mandel généralisée. Science. 24 juillet 2025. Vol 389, numéro 6758 pp. 416-422. DOI : 10.1126/science.adw8404
