Chaire de recherche sur le contrôle de systèmes quantiques extensibles

Les ordinateurs quantiques émergent rapidement en tant que technologie transformatrice, promettant de révolutionner de nombreux domaines tels que la chimie quantique, l'apprentissage machine ou la cryptographie. Cependant, à ce jour, personne n'a réalisé un calcul quantique utile qui n'aurait pas pu être fait sur un ordinateur classique.

En effet, les ordinateurs quantiques actuels sont composés d'un petit nombre de bits quantiques (qubits) qui ne peuvent conserver l’information quantique que pendant une courte durée. Une exigence particulièrement difficile à remplir est que les ordinateurs quantiques doivent être insensibles aux défaillances, auquel cas le calcul est protégé contre les erreurs dans n'importe quelle partie du système.

L'approche traditionnelle vers l’ordinateur quantique consiste à encoder l’information dans des systèmes à deux niveaux (qubits physiques), par exemple des qubits supraconducteurs. Afin de corriger les erreurs, on utilise des techniques de correction d'erreurs quantiques où des qubits logiques sont encodés dans un ensemble de qubits physiques.

Une approche alternative à la correction d’erreurs consiste à utiliser un code bosonique pour encoder l’information dans des modes électromagnétiques tels que des cavités micro-ondes. Cette approche est plus efficace sur le plan matériel, car de grands ensembles de qubits physiques sont remplacés par un seul composant. De plus, en raison de leur simplicité, les modes électromagnétiques conservent typiquement l’information plus longtemps que les qubits physiques. Plusieurs défis restent à relever pour construire un ordinateur quantique insensible aux défaillances basé sur des cavités micro-ondes.

En bénéficiant de l'environnement stimulant de la Zone d'innovation de Sherbrooke et de l’Institut Quantique, cette chaire pourra développer davantage la technologie transformatrice de correction d'erreurs de son partenaire industriel Nord Quantique, dans le but ultime d'avoir un ordinateur quantique fabriqué au Québec et tolérant aux défaillances.

Le programme de cette chaire de recherche avec le partenaire industriel Nord Quantique vise à résoudre les défis exceptionnels qui se posent dans la conception d'un tel ordinateur quantique. La chaire poursuit également les objectifs suivants : 

• Les avancées scientifiques réalisées grâce à cette chaire de recherche et les expertises combinées des professeurs Baptiste Royer et Stefanos Kourtis, cochercheur, permettront à Nord Quantique de faire des choix de conception éclairés par des principes fondamentaux solides.
• Cette chaire permettra également de former du personnel hautement qualifié qui pourra ensuite travailler au sein de la Zone d’innovation quantique de Sherbrooke.

Cette chaire de recherche est créée grâce à l'appui financier du Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies, du ministère de l'Économie, de l'Innovation et de l'Énergie (MEIE) et l'Université de Sherbrooke.