Traditionnellement la transmission d’un message dans un ordinateur quantique implique que les qubits soient à proximité les uns des autres. Une équipe de chercheurs basée à l’Université de Princeton a surmonté cette limitation en démontrant que deux qubits peuvent interagir même s’ils sont éloignés sur une puce en silicium. Jason Petta, professeur de physique et responsable de l’étude, explique que « la capacité de transmettre des messages à distance sur une puce en silicium ouvre des possibilités pour les prochains ordinateurs quantiques ». Il ajoute : « l’objectif final est d’avoir de multiples bits quantiques disposés dans une grille bidimensionnelle capable de réaliser des calculs encore plus complexes. L’étude devrait aider à long terme à améliorer la communication entre qubits sur une puce, mais aussi d’une puce à une autre ».

Alors que la majorité des travaux sur les ordinateurs quantiques d’IBM ou de Google se servent de qubits basés sur la supraconduction, de plus en plus de chercheurs travaillent sur les qubits sur des puces en silicium. Une voie jugée plus prometteuse et surtout moins onéreuse à fabriquer. Le défi provient du fait que ce type de qubit est créé à partir d’électrons uniques et est extrêmement petit.

Un langage commun à trouver

La câblage ou les interconnexions entre plusieurs qubits sont le plus grand défi pour réaliser un ordinateur quantique à grande échelle. L’équipe de Princeton a relié les qubits par un fil qui transmet la lumière comme la fibre optique. Dans le cadre de l’expérience, le fil est en fait un tube étroit contenant une seule particule de lumière ou photon, qui capte le message d’un qubit et le transmet au qubit suivant. La distance entre les deux éléments était d’un demi-centimètre, soit à peu près la longueur d’un grain de riz. Mis en perspective, si chaque qubit était de la taille d’une maison, la distance entre les deux habitations pour transmettre un message serait de 1200 km.

Le succès de l’expérimentation provient également de ce que les chercheurs ont trouvé un moyen de faire parler la même langue aux qubits et au photon en les accordant tous les trois pour qu’ils vibrent à la même fréquence. L’équipe a réussi à syntoniser les deux qubits indépendamment l’un de l’autre en les couplant au photon. Auparavant, il n’était possible que de coupler un seul qubit au photon.