Les ordinateurs quantiques
Machines quantiques

La structure d'un ordinateur quantique est relativement simple comme on peut le voir sur le schéma suivant, maintenant qu'on connait à quoi ressemble un algorithme quantique :

• ① & ⑤ : les registres quantiques sont les qubits, les éléments centraux qui vont contenir les informations entre deux opérations, autrement dit, une mémoire quantique. C'est actuellement l'élément le plus critique, on a déjà pas mal parlé de la décohérence.
• ② : il s'agit de l'électronique qui va "donner des ordres" pour exécuter les opérations spécifiées par les portes. C'est de l'électronique cryogénique, des puces fonctionnant à des températures inhabituelles, ce qui requiert une conception particulière.
• ③ : l'électronique de mesure, qui va obtenir le résultat, est assez similaire à l'électronique qui programme les portes.
• Sur le schéma, il y a un distinguo entre l'électronique "au plus proche" des qubits, donc très froide, et une électronique un peu plus éloignée. Cela rend le schéma peut-être plus facile à lire.
• Et tout ça c'est piloté par un ordinateur classique, rien de bien spécial.

La partie cryogénie, histoire de voir à quoi ça ressemble (en 2021) :

10 à 20 mK requis. C'est frais. Helium liquide de rigueur, d'ailleurs la consommation électrique d'un ordinateur quantique, du genre 25 kW, c'est essentiellement le frigo. On notera qu'il faut de ³He pour atteindre ces températures, et qu'évidemment, l'isotope 3 de l'Hélium est rare, voire très rare donc cher.

C'est sûr qu'on aimerait bien se passer du froid, ce serait plus simple quand même. D'ailleurs quelques propositions ont été faites dans ce sens.

Évidemment, cette histoire fraiche provoque des problèmes particuliers pour l'électronique qui doit se trouver au plus près des qubits ─on ne peut pas se permettre de rajouter du bruit à cause de la filasse, c'est déjà assez compliqué comme ça.