Dix-huit minuscules cellules s'alignent en deux rangées sur un morceau de germanium. Chaque cellule est une boîte quantique, un piège pour un électron dont le spin sert de qubit. Auparavant, de tels systèmes ne pouvaient être assemblés qu'en petites quantités, mais ici, c'est tout un réseau qui fonctionne comme un ensemble unique.
Contrôler dix-huit particules en même temps, c'est comme diriger un orchestre où chaque musicien joue sa partition mais n'écoute que le chef. Les scientifiques ont adopté une architecture modulaire : le processeur est assemblé à partir de blocs identiques de deux qubits, que l'on peut empiler comme des wagons de train. Cela a permis d'initialiser, de contrôler et de lire tous les qubits simultanément, avec une précision des opérations supérieure à 99,8%.
À la fin de l'expérience, les auteurs ont intriqué trois qubits voisins dans un état particulier — l'intrication de Greenberger-Horne-Zeilinger. C'est comme trois pièces qui tombent toujours du même côté, même si on les lance dans des pièces différentes. Cette connexion est la base du calcul quantique et de la protection de l'information.
La puce en germanium avec dix-huit qubits n'est pas un record en termes de nombre, mais une étape importante vers l'évolutivité. Le schéma modulaire permet d'ajouter de nouvelles rangées sans perdre le contrôle, comme des blocs de construction. Si la précision se maintient, dans quelques années, des processeurs de plusieurs centaines de qubits pourraient voir le jour, capables de casser les chiffrements actuels ou de simuler de nouveaux matériaux.
Le germanium est un proche parent du silicium, mais il est mieux adapté aux qubits de spin : les électrons s'y déplacent plus vite et se gênent moins les uns les autres.
Dans la série « Devs », un ordinateur quantique aide à résoudre des problèmes mondiaux, mais en crée de nouveaux. Notre puce est un petit pas vers une telle machine.