L’ETH Zurich construit une puce quantique qui stocke les données sous forme de vibrations

Des chercheurs de l'ETH Zurich ont construit une puce informatique quantique qui stocke les informations sous forme de vibrations mécaniques microscopiques plutôt que de champs électromagnétiques, marquant une rupture avec les conceptions de mémoire quantique conventionnelles et fournissant ce que l'équipe appelle une preuve de faisabilité pour un ordinateur quantique programmable.

Une architecture quantique calquée sur les ordinateurs classiques

Les travaux, publiés dans la revue Science, ont été dirigés par la physicienne quantique Yiwen Chu et reflètent délibérément l'architecture des ordinateurs numériques classiques. Un qubit supraconducteur sert d'unité centrale de traitement, tandis que les informations sont stockées séparément dans des résonateurs mécaniques — de minuscules composants qui vibrent pour encoder des états quantiques.ethz+2

« L'interaction entre le processeur quantique et la mémoire quantique fournit une base cruciale en vue d'établir les ordinateurs quantiques comme un moyen puissant et fiable d'effectuer des calculs qui ne sont pas réalisables avec des ordinateurs conventionnels », a déclaré Chu.ethz

Les résonateurs fonctionnent comme les cordes d'une guitare, vibrant dans de nombreux modes différents, chaque mode correspondant à un emplacement mémoire. Contrairement aux cordes de guitare, cependant, ces vibrations fonctionnent selon les lois de la mécanique quantique, permettant la superposition et l'intrication des états.ethz

Réussir le test de résistance computationnel

L'équipe a démontré que son système pouvait effectuer à la fois la transformée de Fourier quantique et un algorithme de recherche de période — deux méthodes de calcul considérées comme des références pour la capacité de calcul quantique. « La transformée de Fourier quantique est une procédure de calcul fondamentale requise pour de nombreux algorithmes quantiques. L'algorithme de recherche de période que nous avons mis en œuvre a servi de démonstration de la façon dont cette procédure peut être utilisée », a déclaré Igor Kladaric, doctorant dans l'équipe de Chu et co-auteur de l'article.phys.ethz+1

Le système peut en principe effectuer toutes les étapes de calcul de base nécessaires pour exécuter tout calcul quantique arbitraire, ce qui le rend fondamentalement adapté en tant qu'ordinateur quantique programmable à usage général.ethz+1

Pourquoi la mémoire mécanique est importante

Les résonateurs mécaniques offrent plusieurs avantages par rapport aux technologies de mémoire électromagnétique généralement associées aux qubits supraconducteurs. Ils sont plus petits et plus compacts, prennent en charge davantage de modes de vibration pour une plus grande capacité de stockage et maintiennent les états quantiques stables pendant de plus longues périodes sans perte d'informations. La mémoire électromagnétique, bien qu'étudiée et précise, nécessite un espace physique important — une contrainte susceptible d'entraver le passage des dispositifs de laboratoire aux ordinateurs quantiques prêts pour le marché.quantumzeitgeist+1

La question de savoir si cette approche finira par s'imposer dépend de sa capacité à être étendue à des systèmes plus vastes, a reconnu l'équipe de l'ETH Zurich. La recherche a été publiée sous la référence : Yang Y, Kladarić I, et al., « Mechanical resonator–based quantum computing », Science 392, 972-976 (2026).ethz