Vers le calcul quantique tolérant aux pannes avec des qubits fluxonium à bruit biase – TURQUOISE ERC

Les ordinateurs quantiques supraconducteurs promettent de résoudre certains problèmes complexes exponentiellement plus rapidement que les ordinateurs classiques, ouvrant ainsi la voie à des avancées majeures en sciences fondamentales, en chimie appliquée et en science des matériaux. Cependant, ils nécessitent un contrôle précis de systèmes quantiques fragiles, très sensibles aux perturbations environnementales, ce qui génère des erreurs qu'il convient de détecter et de corriger. Avec la technologie actuelle, cette tâche s'accompagne d'un coût matériel considérable, nécessitant généralement des millions de qubits physiques pour effectuer des calculs utiles. Cela représente un défi économique, sociétal et environnemental considérable pour le développement des ordinateurs quantiques.
Dans TURQUOISE, j'adopterai une approche nouvelle et inexplorée en utilisant des qubits à bruit biaisé pour implémenter la correction d'erreurs quantiques au lieu de qubits standard à taux d'erreur symétriques. Dans les qubits à bruit biaisé, les retournements de bits sont beaucoup moins fréquentes que les retournement de phase, ce qui permet une correction d'erreurs quantiques efficace sur le plan matériel. 1) J'exploiterai les propriétés spécifiques du fluxonium – un qubit supraconducteur présentant la cohérence et la fidélité de contrôle très élevées – pour créer un nouveau qubit présentant un biais de bruit très important. Cet objectif sera atteint en atteignant un régime de paramètres spécifique et en combinant de nouvelles méthodes de fabrication avec des conceptions de circuits résistants au bruit. 2) J'étudierai des stratégies de contrôle entièrement nouvelles utilisant le biais de bruit pour mettre en œuvre des opérations multi-qubits et des mesures de parité. 3) Je mettrai ensuite en œuvre expérimentalement une mémoire quantique à correction d'erreurs et évaluerai ses performances afin de démontrer le potentiel d'une architecture à biais de bruit pour changer le paradigme du calcul quantique. Le projet TURQUOISE vise à approfondir notre compréhension des circuits électriques quantiques, du contrôle des qubits et de la correction d'erreurs quantiques, et à ouvrir de nouveaux horizons pour le calcul quantique pratique.