Dans un ordinateur quantique, le qubit est comme un funambule : le moindre souffle de vent, et c'est la chute. Les erreurs s'accumulent et le calcul s'effondre. On les corrige généralement en comparant les qubits voisins, mais c'est comme demander au funambule de surveiller ses voisins du regard : des mouvements superflus et des risques. Dans cette nouvelle étude, les physiciens ont procédé autrement : le qubit qui trébuche crie lui-même « je tombe ! » et on le rattrape aussitôt.
Pour cela, ils ont utilisé un transmon supraconducteur — un qubit à trois niveaux d'énergie, comme une échelle à trois barreaux. Le zéro et le un logiques correspondent aux barreaux inférieur et supérieur, et le barreau du milieu sert de piège à erreurs. Si le qubit glisse accidentellement, il ne tombe pas dans un état erroné, mais sur le barreau du milieu, et cela se voit immédiatement. Un qubit auxiliaire spécial, sorte de vigie, vérifie si le qubit principal a trébuché et, si nécessaire, le remet en place.
Les chercheurs ont également appris au qubit auxiliaire à faire deux choses à la fois : surveiller les erreurs et vérifier la parité lors de la création de paires intriquées. C'est comme un assistant qui à la fois assure le funambule et lui tend la perche. Résultat : ils ont obtenu des paires de qubits intriqués, avec avertissement en cas d'erreur. Cette approche ne nécessite pas de circuits complexes supplémentaires — elle fonctionne sur les puces quantiques existantes.
Les ordinateurs quantiques promettent de résoudre des problèmes inaccessibles aux ordinateurs classiques — de la simulation de molécules à l'optimisation d'itinéraires. Mais sans correction d'erreurs fiable, ils ne restent que de coûteux jouets. Le schéma des qubits « à effacement » rapproche le jour où un processeur quantique calculera longtemps et sans défaillance, comme un funambule qui a appris à tomber sans danger.
Le transmon est un circuit supraconducteur qui se comporte comme un atome artificiel. Ses niveaux d'énergie peuvent être ajustés comme les barreaux d'une échelle, en modifiant le champ magnétique.