Informatique
Supraconductivité triplet et qubits quantiques
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La plupart des prototypes actuels d'ordinateurs quantiques utilisent des matériaux supraconducteurs pour effectuer des calculs quantiques, car ces matériaux sont capables de maintenir les propriétés quantiques plus stables, la principale alternative étant ce que l'on appelle « l'ordinateur quantique à ions piégés ».
Jusqu'à présent, seuls les modèles à ions piégés se sont révélés suffisamment fiables, mais ils sont très limités quant au nombre de qubits utiles qu'ils peuvent contenir (l'équivalent, pour un ordinateur quantique, d'un bit d'ordinateur ordinaire).
Bien sûr, l'idéal serait d'améliorer les matériaux supraconducteurs pour les rendre adaptés aux calculs quantiques. Des efforts ont été entrepris dans ce sens, notamment avec chirurgie du treilliset avec des qubits plus durablesMais cela ne suffit toujours pas pour créer des ordinateurs quantiques supraconducteurs commerciaux et évolutifs.
Un autre domaine de pointe de l'informatique est la spintronique, qui exploite la propriété quantique des particules, le spin, au lieu des charges électriques utilisées en informatique électronique classique. Jusqu'à présent, l'informatique quantique et la spintronique étaient liées, mais non directement associées, car les matériaux supraconducteurs sont dépourvus de spin. Du moins, jusqu'à présent.
(Vous pouvez en apprendre davantage sur la spintronique) dans notre article consacré à cette technologie)
Une équipe de chercheurs de l'Université norvégienne de sciences et de technologie et de l'Università degli Studi di Salerno (Italie) pourrait avoir découvert un supraconducteur triplet, un type de supraconducteur aux propriétés de spin uniques.
Ce nouveau type de matériau supraconducteur pourrait révolutionner la construction d'ordinateurs quantiques supraconducteurs. Leurs résultats ont été publiés dans Physical Review Letters, sous le titre «Dévoilement de la supraconductivité triplet intrinsèque dans le NbRe non centrosymétrique grâce aux effets de vanne de spin inverse ».
« Un supraconducteur à triplet figure en bonne place sur la liste de souhaits de nombreux physiciens travaillant dans le domaine de la physique du solide. Les matériaux supraconducteurs à triplet sont une sorte de « Saint Graal » en technologie quantique, et plus particulièrement en informatique quantique. »
Professeur Jacob Linder – Université norvégienne de sciences et de technologie
Parallèlement, une autre équipe de chercheurs de l'Institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague, de l'Université norvégienne de sciences et de technologie, de l'Institut d'informatique avancée de Leiden (Pays-Bas), de l'Université de technologie Chalmers (Suède), de l'Université de Ratisbonne (Allemagne) et de l'entreprise Machines quantiques ont découvert comment détecter les défauts, un problème majeur affectant les matériaux supraconducteurs, grâce à une nouvelle forme de détection efficace des fluctuations.
Ils ont publié leurs résultats dans Physical Review X2, sous le titre «Suivi adaptatif en temps réel des taux de relaxation fluctuants dans les qubits supraconducteurs ».
Supraconducteurs triplets
Glissez pour faire défiler →
| Technologie | Stabilité des qubits | Évolutivité | L'efficacité énergétique | Maturité |
|---|---|---|---|---|
| Supraconducteur | Modérée | Grand potentiel | Basse (cryogénie) | Pilotes commerciaux |
| Ion piégé | Haute | Édition | Modérée | Pilotes commerciaux |
| Supraconductivité triplet (proposition) | Potentiellement élevé | théorique | Potentiellement amélioré | Expérimental |
Pourquoi est-ce important?
En théorie, le spin pourrait être un moyen idéal de transfert d'informations quantiques entre les qubits et entre différents ordinateurs quantiques.
Le problème, c'est que, sous sa forme actuelle, cette technologie est tout simplement trop instable et le transfert d'informations trop complexe pour être d'une utilité pratique.
Cela pourrait toutefois ne pas être vrai si nous avions accès aux supraconducteurs triplets. En effet, ces derniers peuvent transférer du spin sans perte d'énergie, les particules supraconductrices portant alors un spin.
« Les supraconducteurs triplets rendent possibles un certain nombre de phénomènes physiques inhabituels. Ces phénomènes ont d'importantes applications dans les technologies quantiques et la spintronique. »
Professeur Jacob Linder – Université norvégienne de sciences et de technologie
Ainsi, tandis qu'un supraconducteur singulet classique peut transporter de l'énergie sans résistance, un supraconducteur triplet pourrait également transporter des courants de spin avec une résistance absolument nulle. De ce fait, un ordinateur quantique ou spintronique pourrait être ultrarapide tout en fonctionnant avec une consommation électrique quasi nulle !
Alliage de niobium-rhénium
Dans leurs travaux, les chercheurs ont découvert que le NbRe, un alliage de niobium-rhénium, présente un comportement caractéristique d'un supraconducteur triplet.
Plus précisément, ils ont découvert « l’effet de vanne de spin inverse », un cas particulier de magnétorésistance géante, une propriété magnétique des matériaux multicouches, dont la découverte a valu le prix Nobel de magnétisme en 2007.
Cela ne prouve pas en soi que NbRe est un supraconducteur triplet, mais cela prouve assurément qu'il ne se comporte pas comme un supraconducteur singulet conventionnel.
Potentiel à long terme
Cette découverte présente un potentiel supplémentaire car le NbRe est facilement disponible sous forme de film mince, et la simplicité de l'hétérostructure la rend particulièrement viable en tant que plateforme évolutive potentielle pour la spintronique supraconductrice.
De plus, le matériau fonctionne comme un supraconducteur à une température relativement élevée (du moins selon les normes des matériaux supraconducteurs), soit seulement 7 degrés Celsius au-dessus du zéro absolu à -273.15 °C (−459.67 °F), alors que la plupart des autres matériaux candidats nécessitent à peine un degré au-dessus du zéro absolu.
Cependant, le niobium et le rhénium sont tous deux des métaux chers et rares, ils ne permettront donc pas directement de réduire le coût des ordinateurs quantiques.
La prochaine étape consistera à faire confirmer ces résultats par d'autres chercheurs et à mener des tests supplémentaires mettant en évidence la supraconductivité triplet.
Les supraconducteurs triplets peuvent également servir à créer un type de particule très exotique appelé « particule de Majorana », qui est sa propre antiparticule. De ce fait, elle peut effectuer des calculs de manière stable dans un ordinateur quantique.
Comme d'autres chercheurs le sont également se rapprocher de l'exploitation des particules de Majorana et Microsoft l'a déjà fait une puce avec modes zéro Majorana (MZM)Cela semble constituer une voie de plus en plus prometteuse pour le développement futur de l'informatique quantique.
Détection des défauts quantiques des matériaux
Changements trop rapides
Les matériaux dans lesquels les qubits sont intégrés présentent souvent des défauts responsables de leur manque de fiabilité. Ces défauts peuvent fluctuer spatialement à une vitesse extrêmement rapide, parfois des centaines de fois par seconde.
La méthode actuelle de détection de ces défauts, qui peut prendre jusqu'à une minute, est donc totalement insuffisante pour les repérer. En fait, jusqu'à présent, personne ne savait précisément à quelle vitesse cela se produisait.
Les chercheurs sont donc contraints de mesurer un taux de perte d'énergie moyen, ce qui donne souvent une image incomplète des performances réelles du qubit.
De ce fait, les ordinateurs quantiques reposant sur la supraconductivité doivent recourir à de nombreuses « astuces » pour parvenir à effectuer leurs calculs, même lorsque, bien souvent, le qubit a subi une décohérence, sans que l'utilisateur puisse la détecter.
Utiliser des ordinateurs classiques pour aider
Pour accélérer la détection des défauts, les chercheurs ont utilisé un FPGA (Field-Programmable Gate Array), un contrôleur spécialisé. Ces puces spécialisées sont moins flexibles que celles utilisées dans les CPU ou les GPU, mais elles sont ultra-spécialisées, beaucoup plus rapides pour une tâche spécifique et moins énergivores.
En exécutant l'expérience directement sur le FPGA, ils ont pu formuler une « meilleure estimation » de la vitesse à laquelle le qubit perdrait son énergie, en se basant sur seulement quelques mesures.
Bien que cela semble être une solution évidente, programmer correctement le FPGA s'est avéré très difficile, surtout si le FPGA doit être un peu flexible.
La méthode utilisée consiste à ce que la puce mette à jour ses « connaissances » internes, appelées modèle bayésien, après chaque mesure de qubit.
Source: Examen physique X
Cela a permis au système d'adapter en permanence et aussi efficacement que possible la manière dont il apprenait l'état du qubit.
« Le contrôleur permet une intégration très étroite entre la logique, les mesures et la rétroaction : ces composants ont rendu notre expérience possible. »
Vers un étalonnage en temps réel
Jusqu'à présent, l'industrie de l'informatique quantique devait se contenter d'« espérer » que ses qubits fonctionnaient encore, et s'efforçait de réduire la probabilité et la vitesse de décohérence.
Mais cette nouvelle approche ouvre la voie à des calculs permettant de sélectionner activement des qubits fiables, même avec des matériaux imparfaits.
« Grâce à notre algorithme, le matériel de contrôle rapide peut identifier en temps réel quel qubit est « bon » ou « mauvais ». Nous pouvons également recueillir des statistiques utiles sur les qubits « mauvais » en quelques secondes au lieu de plusieurs heures ou jours. »
À long terme, cela ouvrira un nouveau champ d'investigation, permettant de mieux comprendre ce qui fait d'un qubit un « mauvais » qubit, au lieu de se fier à des moyennes et à des suppositions.
Conclusion
Comme aux débuts de l'électronique, les progrès de l'informatique quantique proviendront d'une multitude de directions.
Un aspect important sera la production de meilleurs matériaux supraconducteurs, capables de créer des qubits plus stables et plus durables. Et peut-être aussi de transporter simultanément des informations sous la forme d'un courant de spin supraconducteur.
Parallèlement, une meilleure détection de la décohérence d'un qubit donné pourrait fournir une méthode basée sur des capteurs et des logiciels permettant d'améliorer radicalement les performances sans avoir recours à des matériaux plus complexes ou difficiles à fabriquer.
Investir dans l'innovation en informatique quantique
Microsoft
(MSFT )
Si Microsoft est surtout connu pour sa très forte présence dans les systèmes d’exploitation avec Windows, il est également un mastodonte dans de nombreux autres domaines technologiques.
Par exemple, elle est leader en solutions d'entreprise, notamment Office (Outlook, Word, Excel et PowerPoint), mais aussi les appels d'entreprise (Teams), le stockage partagé dans le cloud (OneDrive), Visio (diagrammes, graphiques), Loop (espace de travail collaboratif) et Access (base de données).
Bien qu'il ne soit pas le leader des services cloud (dominés par AWS d'Amazon), Microsoft représente 20 % de l'infrastructure cloud mondiale via sa plateforme Azure, soit une part aussi importante que les parts combinées de Google + Alibaba + Oracle.
Source: Statesman
Microsoft est également propriétaire de LinkedIn, GitHub, Xbox et de plusieurs des plus grands studios de jeux vidéo au monde.
En matière d'IA, Microsoft s'est davantage concentré sur les cas d'utilisation techniques et les applications commerciales que sur les applications grand public, notamment avec Programme AI4Science, sur les IA utiles à la recherche scientifique.
Cela comprend, par exemple, l’accélération du travail des scientifiques des matériaux pour concevoir de nouvelles molécules ou électrodes de batterie en ayant une IA réduit 32 millions de matériaux potentiels à 500,000 800 candidats, puis à 80 en moins de XNUMX heures.
Source: Microsoft
Jusqu'à présent, en matière d'informatique quantique, Microsoft semblait être à la traîne par rapport à Google ou IBM ; il proposait des services cloud d'informatique quantique avec Azur Quantum. Le service peut également offrir « informatique hybride », mélangeant l'informatique quantique avec un service de supercalculateur traditionnel basé sur le cloud.
Source: Microsoft
Microsoft a lancé sa propre puce à particules Majorana début 2025.L'entreprise est ainsi devenue l'un des leaders mondiaux de l'informatique quantique.
Grâce à de nouveaux matériaux comme les supraconducteurs triplets ou à de nouvelles possibilités d'étalonnage en temps réel, il est probable que Microsoft sera en mesure de continuer à progresser et d'intégrer ces nouveaux outils dans ses propres ordinateurs quantiques.
(Vous pouvez également lire Notre article qui met en lumière Microsoft dans son ensemble plus en détail pour mieux comprendre l'entreprise).
- Les supraconducteurs triplets restent expérimentaux mais présentent un fort potentiel.
- L'étalonnage des qubits en temps réel est une solution envisageable à court terme.
- Microsoft offre une exposition diversifiée à l'informatique quantique.
- IonQ, Rigetti et D-Wave offrent une sensibilité sectorielle plus pure.
Dernières actualités et développements concernant l'action Microsoft (MSFT)
Étude référencée
1. F. Colangelo et al. Dévoilement de la supraconductivité triplet intrinsèque dans le NbRe non centrosymétrique grâce aux effets de vanne de spin inverse. Phys. Rev. Lett. 135, 226002 – Publié le 25 novembre 2025. DOI: https://doi.org/10.1103/q1nb-cvh6
2. Fabrizio Berritta, et al. Suivi adaptatif en temps réel des taux de relaxation fluctuants dans les qubits supraconducteurs. Phys. Rev. X 16, 011025 – Publié le 13 février 2026. DOI : https://doi.org/10.1103/gk1b-stl3
