Au cœur d’un ordinateur quantique

Ce qui se passe, étape par étape.

1. 01

   Un centimètre qui a besoin d’une salle

   La puce porte les qubits ; les baies produisent les impulsions et traitent les réponses. Le cryostat, ses compresseurs et son système de gaz maintiennent le froid. La scène associe les performances de Willow, les détails documentés de Sycamore et un Bluefors XLD : ce n’est pas une copie de la machine de Google.

2. 02

   Pourquoi descendre à 10 mK ?

   À 5 GHz, h·f/kᵦ vaut environ 240 mK. Le bruit thermique moyen passe d’environ 1 250 photons par mode à 300 K à 4 × 10⁻¹¹ à 10 mK. Les tubes pulsés pré-refroidissent ; le passage d’hélium-3 de la phase concentrée à la phase diluée absorbe ensuite la chaleur. La température effective d’un qubit peut rester plus élevée.

3. 03

   Commander sans apporter le bruit de la salle

   Dans la chaîne de référence de Krinner à 6 GHz, trois atténuateurs de 20 dB remplacent chacun 99 % du bruit entrant par celui de leur étage. Le bruit descend à environ 0,0023 photon par mode. Les écrans, filtres, boîtiers et blindages protègent chacun contre une autre voie de perturbation.

4. 04

   La jonction donne un qubit au circuit

   Le condensateur en croix stocke la charge. La jonction Josephson apporte la non-linéarité qui distingue les transitions 0 → 1 et 1 → 2. Des impulsions XY de 25 ns réalisent les rotations ; un coupleur accordable permet la porte CZ de 42 ns. Les sphères de Bloch décrivent un état mathématique.

5. 05

   Écouter avant que la cohérence ne disparaisse

   Le qubit déplace la réponse d’un résonateur. Isolateurs et amplificateurs permettent de lire sa phase sans laisser tout le bruit remonter jusqu’à lui. La lecture Willow a une erreur de 0,77 %. Sur la puce de correction d’erreurs, T₁ = 68 ± 13 µs : la relaxation ramène vers |0⟩, tandis que le déphasage efface la cohérence.

6. 06

   Une information logique répartie

   Le patch d = 7 utilise 49 qubits de données et 48 de mesure, avec 4 qubits de retrait de fuite et 4 inutilisés sur les 105. Les contrôles de parité ne lisent pas directement l’information logique. Le décodeur classique suit les corrections. L’erreur logique atteint 0,143 % par cycle ; l’agrandissement du code la réduit d’un facteur Λ = 2,14 ± 0,02.

7. 07

   Majorana : distinguer l’objectif de la preuve

   La branche Majorana conserve la cryogénie mais utilise des dispositifs InAs–Al, des grilles et un champ magnétique dans le plan. L’article Nature de 2025 démontre une lecture de parité, pas la présence de modes de Majorana. Le tétron de juillet 2025 reste une prépublication, avec des durées Z et X très différentes. Les halos sont hypothétiques ; aucun qubit topologique complet n’est établi par ces résultats.