À Jülich, un ordinateur quantique à pièges d'ions entre en service

Le Forschungszentrum Jülich a officiellement mis en service l'ordinateur quantique JION, pour « Jülich trapped-ION quantum computer ». L'appareil est numérique et à portes logiques, construit sur la technologie des pièges d'ions. Hendrik Wüst, ministre-président de Rhénanie-du-Nord-Westphalie, a qualifié cette première de jalon technique.

Comment fonctionnent les pièges d'ions

Plusieurs approches se font concurrence dans l'ordinateur quantique. Les pièges d'ions en font partie. L'information y est portée par des atomes chargés électriquement, maintenus à l'intérieur de pièges électromagnétiques. Les qubits de JION sont des atomes d'ytterbium ionisés. Des champs électromagnétiques les retiennent dans le vide et les contrôlent de manière à permettre les calculs. Cette solution diffère des circuits numériques supraconducteurs, notamment par l'échelle et les conditions de fonctionnement.

État actuel et projets

L'installation est prête à fonctionner, mais elle est en même temps encore en cours d'extension. Au départ, seuls quelques qubits sont disponibles, et il doit y en avoir dix d'ici la mi-2027. Le fournisseur est l'entreprise Eleqtron de Siegen, créée en 2020 comme spin-off de l'université de Siegen. En 2024, la société a construit avec des partenaires le démonstrateur QSea pour le Centre allemand pour l'aéronautique et l'espace, à Hambourg.

Pour piloter les qubits de JION, l'installation utilise la technique MAGIC mise au point à Siegen, à savoir un couplage induit par gradient magnétique. Des micro-ondes et des différences de champ magnétique créées volontairement commandent les qubits individuellement et les relient directement. La méthode doit aussi être employée à l'avenir dans des systèmes quantiques plus grands et plus performants.

JION a été réalisé dans le cadre du partenariat de développement pour les pièges d'ions en Rhénanie-du-Nord-Westphalie (EPIQ). Il doit servir à des applications dans l'industrie et la science : tâches d'optimisation en logistique, dans les transports et en génie des procédés, ainsi qu'en physique, chimie, biologie, médecine, science des matériaux et apprentissage automatique. Le système sera intégré à l'infrastructure utilisateur JUNIQ, qui rassemble l'accès à différents systèmes quantiques et les relie aux superordinateurs du centre. Certaines opérations de calcul des superordinateurs classiques peuvent ainsi être déléguées aux systèmes quantiques.

Argent et prochaine étape

Lors de la mise en service, Wüst a transmis à l'entreprise Eleqtron la décision de financement du projet SQALING, à savoir le calcul quantique évolutif de Rhénanie-du-Nord-Westphalie. Ce projet de développement autonome de la start-up doit recevoir du Land jusqu'à environ 25 millions d'euros provenant de fonds de l'Union européenne dans le programme EFRE/JTF. L'objectif est de transposer la technique des pièges d'ions sur des plateformes de calcul quantique évolutives à base de puces. 35 millions d'euros supplémentaires alimenteront le nouveau projet Q-STAR.NRW. Sa mission : l'achat et l'intégration d'un ordinateur quantique supraconducteur évolutif dans JUNIQ. Le système prévu doit compter jusqu'à 200 qubits.