Un qubit superfluide, une feuille de route du DOE et un jeu de portes universel

Le projet s'appelle Superfluid Helium Oscillator Quantum device, ou SHOQ. Il repose sur de l'hélium 3 superfluide, électriquement neutre. Comme l'hélium ne porte aucune charge, la conception est décrite comme naturellement protégée d'une partie du bruit électromagnétique qui perturbe les circuits supraconducteurs. L'article de l'équipe dans npj Quantum Information indique qu'il s'agit de la première conception de qubit fondée sur un superfluide. ScienceDaily en a publié la synthèse le 1er octobre.

« Nous ne sommes pas les premiers à réfléchir aux composants individuels derrière cette idée, mais ce que nous avons fait pour la première fois, c'est les réunir dans un dispositif microfluidique et calculer les détails précis qui pourraient permettre au dispositif de fonctionner comme un qubit », a déclaré Priya Sharma, Daphne Jackson Fellow en systèmes quantiques hybrides à Surrey et première autrice de l'étude, selon la synthèse de ScienceDaily.

Sharma ajoute que les mathématiques indiquent que cela devrait fonctionner et que l'étape suivante est un prototype. Aucun prototype n'a été construit. La distinction compte : le chiffre de 100 fois est un calcul, pas une mesure, et le dossier ne contient aucune réplication indépendante de ce résultat.

Trois résultats en huit jours, et aucun ne s'accorde sur la voie à suivre

La conception de Surrey est l'un des plusieurs résultats en informatique quantique du dossier, regroupés entre le 23 septembre et le 1er octobre. Le 25 septembre, ScienceDaily a rapporté des travaux de la Pritzker School of Molecular Engineering de l'université de Chicago, de Harvard, de l'université Stony Brook et de Quantinuum. Ces équipes ont utilisé 54 qubits sur le processeur H2 de Quantinuum pour démontrer un jeu de portes universel construit à partir d'anyons non abéliens. L'article est paru dans Nature. L'équipe a combiné le braiding et la fusion, des opérations que le braiding seul ne pouvait pas fournir.

Henrik Dreyer, directeur général et responsable scientifique du bureau munichois de Quantinuum et coauteur, a qualifié les codes non abéliens de « cheval sombre dans la course à la correction quantique des erreurs », dans des propos rapportés par ScienceDaily. Il affirme que ces travaux montrent pour la première fois un jeu de portes universel dans un code non abélien, et qu'un calcul tolérant aux fautes peut en principe se passer de distillation ou de cultivation d'états magiques. Ces deux étapes sont les opérations les plus coûteuses des codes correcteurs standard, selon Dreyer.

Ruben Verresen, professeur assistant à l'UChicago PME et coauteur, décrit l'approche plus crûment : « Nous avons démontré un jeu de portes dit universel, ce qui signifie que si vous stockez de l'information dans ces versions émergentes de quarks et que vous les déplacez, vous pouvez effectuer n'importe quel calcul quantique souhaité. » Le même compte rendu de ScienceDaily date du 25 septembre.

Puis, le 30 septembre, Caltech a publié dans Nature des résultats qui mesurent des niveaux d'énergie prédits par les théories conformes d'Ising et d'Ising tricritique. Les théoriciens calculaient ces rapports depuis environ 40 ans sans confirmation expérimentale directe. Jason Alicea, professeur William K. Davis de physique théorique à Caltech, déclare que ces niveaux d'énergie « encodent des informations profondes sur les théories elles-mêmes ». Les travaux ont utilisé des atomes neutres piégés par laser comme simulateur quantique, et non comme ordinateur quantique universel.

Xiangkai Sun, doctorant dans le laboratoire Endres et coauteur principal, résume le changement simplement : « Ces dix dernières années, les gens ont appris à contrôler ces systèmes, et nous sommes maintenant au point où nous pouvons les utiliser pour faire de la recherche fondamentale en physique. » ScienceDaily a publié ce compte rendu le 30 septembre.

Ajoutez l'université de Kyoto et l'université de Hiroshima. Leurs chercheurs ont démontré une mesure intriquée qui identifie des états W à 3 photons, une capacité qui manquait depuis que la mesure équivalente pour les états GHZ avait été proposée il y a plus de 25 ans. L'auteur correspondant Shigeki Takeuchi déclare que l'équipe a « finalement obtenu aussi la mesure intriquée pour l'état W, avec une véritable démonstration expérimentale pour les états W à 3 photons ». ScienceDaily l'a rapporté le 29 septembre.

Washington veut de l'utilité, pas des comptes de qubits

La couche politique a bougé elle aussi. Fermilab a publié le 27 septembre le SCAC Quantum Committee Report. Le texte trace une voie jalonnée d'étapes vers la démonstration d'une utilité scientifique du calcul quantique. Il affiche un objectif de machine corrigée des erreurs et scientifiquement pertinente d'ici 2028 et une vision à long terme d'une Quantum Computing User Facility dédiée. Anna Grassellino, directrice technique de Fermilab, a présidé le sous-comité ; Supratik Guha, de la Pritzker School of Molecular Engineering de l'université de Chicago, en était le vice-président. La note de Fermilab indique que le rapport s'appuie sur les contributions de centaines de personnes issues des laboratoires nationaux, du monde universitaire, de l'industrie et des agences fédérales.

Le rapport soutient que la réussite doit se mesurer à l'utilité scientifique plutôt qu'aux performances matérielles. Parmi les applications citées figurent la prédiction des propriétés moléculaires pour la découverte de médicaments, la conception de catalyseurs, la simulation de matériaux utiles à la fusion et la modélisation de la physique de l'univers primordial. L'argument du département de l'Énergie est l'intégration : des processeurs quantiques connectés à des flux de travail hybrides classiques-quantiques, aux côtés de ses centres de calcul haute performance et de ses installations utilisateurs existantes.

Entre la physique et la politique se niche un problème moins spectaculaire. Une prépublication déposée sur arXiv le 28 septembre par Hoang Pham Cong et Ho Viet Duc Luong définit la valeur décisionnelle du calcul de perception. Les auteurs constatent qu'une meilleure perception ne produit pas de manière fiable de meilleures décisions en aval. En testant une géométrie monoculaire déployée sur KITTI et nuScenes, ils rapportent que 34 à 54 pour cent des escalades qui modifient la perte en aval l'aggravent. Choisir parmi les signaux déployables selon le gain de perception sur les objets manqués plutôt que selon la valeur décisionnelle a réduit le gain décisionnel réalisé sur le test de 7,4 pour cent de la perte « tout au moins cher » en moyenne, écrivent-ils. L'article relève de l'apprentissage automatique, pas du quantique, mais il pose la même question que la feuille de route du DOE : qu'est-ce qui compte comme résultat utile.

Les couches commerciale et applicative continuent d'avancer

Le 1er octobre, Q/C Technologies a annoncé qu'elle collaborerait avec le Center for Integrated Nanotechnologies des Sandia National Laboratories sur des composants nanophotoniques pour son unité de traitement optique destinée à l'inférence en IA. HPCwire a relayé l'annonce le jour même. Joshua Silverman, président exécutif de l'entreprise, a qualifié l'accès à l'expertise photonique du CINT d'« étape importante » alors que la société développe sa plateforme. Les objectifs affichés du projet incluent les opérations non linéaires, la mémoire, la précision, les pertes optiques et l'intégration avec les systèmes électroniques. C'est une liste de problèmes non résolus plutôt qu'une fiche produit.

Quantum Space, de son côté, a exécuté un bon de travail de traitement d'engin spatial avec All Points Logistics pour sa mission Prime, rapporte SpaceNews le 30 septembre. Prime est un démonstrateur pour les plateformes Ranger et Scout de l'entreprise, a achevé une revue d'intégration des systèmes et vise un lancement dans la seconde moitié de 2027 depuis la Vandenberg Space Force Base. Kerry Wisnosky, présidente de Quantum Space, indique que l'accord couvre les installations de salle blanche, le ravitaillement en propergol, la sécurité du site de lancement et les revues opérationnelles, le soutien au sol et le transport vers l'installation d'intégration du lanceur.

Deux éléments plus anciens du dossier méritent d'être conservés comme contexte plutôt que comme actualité. Google DeepMind a décrit le 23 septembre comment il apportera une mémoire persistante et chiffrée côté serveur à sa plateforme Private AI Compute, les clés cryptographiques restant sur les appareils des utilisateurs. Et Quanta Magazine a rapporté le 23 septembre des travaux du chimiste de Princeton Gregory Scholes. Ceux-ci suggèrent que des réseaux classiques complexes peuvent imiter mathématiquement le comportement quantique sans être quantiques, une affirmation qui cohabite mal avec les jalons matériels cités plus haut.

Sur les huit sources les plus récentes, le schéma est constant : les conceptions, les simulations et les jeux de portes progressent plus vite qu'aucun d'entre eux ne peut être démontré comme surpassant une machine existante sur un problème qui vaut la peine d'être résolu. Le chiffre de 100 fois de Surrey est le nombre le plus frappant de la semaine. C'est aussi le moins testé.