Les processeurs quantiques sont constitués de centaines de qubits atomiques dans des réseaux 2D et 3D, et de leur environnement de programmation pour répondre aux besoins des clients en matière de calcul et de simulation de systèmes quantiques. Un héritage de l’excellence académique française en physique des atomes froids.
Une solution évolutive, fiable et économe en énergie pour résoudre les problèmes de calcul les plus complexes de la science et de l’industrie.
Une puissante plateforme de simulation quantique
Les dispositifs permettent la création et l’ingénierie de systèmes quantiques synthétiques, qui à leur tour fournissent des informations précieuses sur les problèmes complexes à plusieurs corps.
Grâce à la manipulation des positions des atomes et de leurs interactions, les processeurs quantiques sont particulièrement adaptés à la simulation et à l’étude des systèmes de spin, car les différents types d’interactions entre atomes permettent une cartographie naturelle sur différents modèles de spin quantique.
De plus, ce niveau de contrôle sans précédent sur les systèmes quantiques à plusieurs corps permet la découverte de nouvelles propriétés et phénomènes.
Accélérer le calcul haute performance
Grâce à des collaborations, l’objectif est d’intégrer des processeurs quantiques dans des environnements informatiques hautes performances, ouvrant ainsi la voie à une ère de systèmes hybrides quantiques-HPC avec un potentiel d’applications à court terme dans le monde réel.
Technologie et applications
Les architectures de dispositifs à atomes neutres sont uniques à bien des égards, non seulement par rapport aux dispositifs classiques en général, mais également par rapport à leurs homologues quantiques. Par exemple, par rapport à d’autres dispositifs quantiques, les plateformes d’atomes neutres peuvent atteindre des registres quantiques avec un plus grand nombre de qubits et une connectivité plus élevée avec une relative facilité.
L’objectif est d’améliorer les performances et les capacités des dispositifs quantiques, tout en recherchant simultanément des moyens d’exploiter pleinement leur potentiel. Cette approche aboutit au développement d’applications spécifiquement adaptées aux dispositifs à atomes neutres. De nombreuses autres solutions uniques sont encore à venir et sont toujours ouvertes à des collaborations avec des partenaires académiques et industriels.
Explorer la simulation quantique
L’application la plus prometteuse de processeur quantique est la simulation quantique, où le processeur quantique est utilisé pour acquérir des connaissances sur un système quantique d’intérêt. Comme Richard Feynman l’a déjà souligné au siècle dernier, il semble naturel d’utiliser un système quantique comme ressource de calcul pour les problèmes quantiques. La découverte de la science pure bénéficiera des processeurs quantiques à atomes neutres, et les domaines d’applications sont nombreux au niveau industriel, y compris par exemple l’ingénierie de nouveaux matériaux pour le stockage et le transport d’énergie, ou les calculs chimiques pour la découverte de médicaments.
Dépasser le seuil de simulation classique
Les progrès récents ont permis d’atteindre des tailles de système sans précédent, avec des registres quantiques de plus de 100 atomes. Ce nombre de particules quantiques en interaction permet de simuler la dynamique d’un système quantique à plusieurs corps bien au-delà des capacités des méthodes classiques de pointe.
Résoudre les problèmes d’optimisation difficiles
Au-delà de la simulation de processus scientifiques, les processeurs quantiques peuvent déjà être utilisés pour résoudre des problèmes informatiques difficiles, pour lesquels les ordinateurs classiques sont inefficaces. Un exemple important est la résolution native d’un problème de graphe bien connu, le Maximum Independent Set (MIS). Ce problème, qui a diverses applications directes en conception de réseaux ou en finance, devient difficile à résoudre sur un ordinateur classique lorsque la taille du graphe augmente.
Dans un graphe non orienté composé d’un ensemble de sommets reliés par des arêtes non pondérées, un ensemble indépendant est un sous-ensemble de sommets où aucune paire n’est reliée par une arête. L’objectif du problème MIS est de trouver le plus grand de ces sous-ensembles.
Le problème MIS peut être résolu en utilisant un ensemble d’atomes neutres froids en interaction comme ressource quantique, où chaque atome représente un sommet du graphe étudié. Fait intéressant, les interactions physiques codées dans l’hamiltonien contraignent la dynamique à n’explorer que des ensembles indépendants du graphe étudié, conduisant alors à une recherche efficace dans l’ensemble des solutions possibles.
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