Un processeur quantique ressemble à un carrefour animé : plus il y a de voitures, plus il est difficile de se croiser sans accident. Dans le monde quantique, le rôle des voitures est joué par les qubits — les porteurs élémentaires d'information qui, contrairement aux bits classiques, peuvent être à la fois 0 et 1. Aujourd'hui, les meilleurs qubits sont supraconducteurs : ils fonctionnent à une température plus basse que celle de l'espace interstellaire et nécessitent une proximité étroite pour échanger des signaux. Mais si on en entasse trop sur un seul cristal, des interférences apparaissent et les calculs se dégradent.
La solution est de répartir les qubits sur différents modules, comme des quartiers dans une ville, et de les relier par de longues « routes ». Le problème est que les qubits fluxonium, très appréciés des chercheurs (ils conservent longtemps l'état quantique et exécutent les opérations avec précision), ne savaient jusqu'ici communiquer qu'à l'intérieur d'une même puce. Les auteurs de ces travaux ont imaginé un pont réglable — un élément spécial qui relie deux fluxoniums à plus d'un centimètre de distance. Avec un tel pont, une opération quantique entre modules prend moins de 100 nanosecondes, et l'erreur ne dépasse pas un dix-millième. C'est presque aussi bien que si les qubits étaient côte à côte.
Ce pont ouvre la voie à des ordinateurs quantiques modulaires, où des centaines et des milliers de qubits sont répartis sur des cartes séparées, comme des serveurs dans un centre de données. De plus, les modules voisins se gênent à peine — le « bruit » d'un quartier n'atteint pas l'autre. À terme, cela permettra de construire des codes de correction d'erreurs quantiques complexes, qui exigent que les qubits communiquent non seulement avec leurs voisins immédiats, mais aussi avec des qubits plus éloignés. La ville quantique s'agrandit, et on peut enfin y tracer de longs itinéraires sans embouteillages.
Les qubits fluxonium doivent leur nom au flux magnétique (flux), qui joue un rôle clé dans leur fonctionnement. Un fluxonium isolé ressemble à un minuscule anneau parcouru par un courant, où l'information est stockée dans le sens de ce courant.
Dans le roman de Liu Cixin, « Le Problème à trois corps », des extraterrestres construisent un ordinateur quantique en dépliant des protons en structures multidimensionnelles — une approche modulaire dont rêvent aussi les ingénieurs terrestres.