Que faut-il pour construire de bons qubits ?

Les ordinateurs quantiques performants révolutionneraient notre compréhension des électrons, atomes et autres particules quantiques, dont le comportement complexe est difficile à simuler avec les ordinateurs classiques. Comme l'a dit Richard Feynman : « La nature n'est pas classique, bon sang ! Si vous voulez la simuler, faites-le de manière quantique. » Ces machines pourraient aussi résoudre des problèmes insolubles pour l’informatique classique. Il ne manque que le matériel quantique pour les faire fonctionner.

Les chercheurs s’activent à les développer, avec des investissements massifs de Google, IBM, Microsoft et d’autres. Mais les dispositifs actuels restent des expériences scientifiques préliminaires. Le défi ? Produire des milliers de qubits fiables, supports des calculs quantiques.

Un qubit (bit quantique) est un objet à deux états superposables (spin, position électronique, circuit supraconducteur…). Cette superposition permet des algorithmes radicalement différents des bits classiques, binaires et stables.

Problème : les qubits sont instables. Une perturbation (rayon cosmique, molécule d’oxygène) les fait décohérer — perdre leur état quantique pour devenir un bit classique inutile. Les meilleures simulations actuelles ne maintiennent que quelques dizaines de qubits cohérents pendant quelques millisecondes.

Pour concrétiser l’informatique quantique, deux voies :

1   Matérielle : concevoir des qubits topologiques (ex : modes de Majorana), résistants aux perturbations. Microsoft affirme des progrès en 2023, mais les preuves restent controversées.

2   Logicielle : corriger les erreurs en simulant un qubit robuste via des groupes de qubits physiques fragiles. Google a montré en 2022 que cette approche améliore la fiabilité, mais l’échelle nécessaire reste hors de portée.

Malgré des avancées récentes, les machines quantiques révolutionnaires sont encore lointaines.