Des calculs quantiques tolérants aux erreurs
Les développements en cours en physique quantique démontrent de manière impressionnante leur potentiel technologique. En calcul quantique, la logique étrange du monde quantique peut être exploitée pour résoudre des problèmes de calcul complexes plus efficacement que tout autre moyen. Toutefois, la réalisation des ordinateurs quantiques reste un défi, car ils sont enclins aux erreurs. En conséquence, le projet EDIQIP a reçu un financement du programme TSI (Technologies de la société de l'information) pour étudier l'impact des erreurs de bruit aléatoire et des imperfections statiques dans les portes quantiques. Les portes logiques opérant sur les bits quantiques, l'analogue quantique des bits d'information classiques, sont facilement affectées par leurs interactions dans un environnement incontrôlable. L'exactitude des calculs quantiques dépend aussi de la présence de couplages statiques résiduels entre bits quantiques. Pour protéger le traitement de l'information quantique de ces influences indésirables, des méthodes de correction d'erreurs puissantes ont été développées ces dernières années. Elles se sont principalement concentrées sur la décohérence causée par les couplages parasites d'un processeur d'information quantique avec son environnement. La méthode de correction d'erreurs qui a été développée par les partenaires du projet EDIQIP est plus générale, dans le sens où elle peut également corriger les erreurs provenant du couplage entre bits quantiques. Elle est basée sur l'application répétée d'opérateurs de Pauli aléatoires à tous les bits quantiques à traiter. Les modifications aléatoires obtenues avec les modifications compensatoires appropriées des portes logiques quantiques ralentissent le déclin rapide de la fidélité des portes. En conséquence, cette méthode de correction d'erreurs par opérateurs de Pauli aléatoires (PAREC, de l'anglais Pauli random error correction) augmente de manière significative le temps maximal durant lequel un calcul quantique peut être réalisé correctement. De plus, contrairement aux méthodes de correction d'erreurs traditionnelles qui exploitent la redondance, la méthode PAREC ne nécessite aucun qubit supplémentaire, car les qubits disponibles sont utilisés de façon optimale.
