ZuriQ est la dernière d'une longue lignée de startups qui tentent de résoudre le problème de la mise à l'échelle des ordinateurs quantiques, qui continue de dérouter certains des esprits les plus brillants du monde. Le problème est que les éléments fondamentaux des ordinateurs quantiques, appelés « qubits », sont extrêmement sensibles au bruit ambiant. En fait, les qubits sont si sensibles que même une vibration aussi faible que la vibration provoquée par la chute d’une épingle sur le sol pourrait suffire à perturber leur état, entraînant des erreurs dans les calculs quantiques.
Les systèmes à ions piégés ont longtemps été positionnés comme une solution potentielle au problème de l'instabilité des qubits, mais les entreprises qui ont tenté de les construire ont eu du mal à atteindre l'échelle requise pour construire des systèmes suffisamment grands pour effectuer des calculs significatifs. Selon le co-fondateur et directeur général de ZuriQ, le Dr Pavel Hrmo, la raison en est qu'ils dépendent toujours d'une architecture héritée qui a été proposée pour la première fois il y a plus de deux décennies. Il a expliqué que ces conceptions héritées sont basées sur des ions contenus dans des chaînes unidimensionnelles à fichier unique cousues dans de grandes grilles utilisant des jonctions complexes. Mais cette architecture restreint considérablement leur capacité d’évolutivité. En tant que tels, les systèmes à ions piégés n’ont pu développer qu’un qubit à la fois, empêchant quiconque de créer les milliers de qubits nécessaires à la construction d’un ordinateur quantique commercialement viable.
« Les entreprises à ions piégés qui ont lancé la course ont commencé avec des conceptions unidimensionnelles qui constituaient des tremplins utiles, mais le véritable défi est de savoir si elles peuvent réussir à pivoter vers deux dimensions alors qu'elles tentent d'évoluer », a déclaré Hrmo. « Nous avons passé plus de temps en laboratoire, et ce temps nous a permis d'identifier une voie alternative qui est intrinsèquement plus facile à mettre à l'échelle. Notre architecture est bidimensionnelle dès le départ, de sorte que le nombre de qubits que nous pouvons placer sur une puce augmentera beaucoup plus facilement que dans les systèmes construits sur un modèle existant. «
Les processeurs de ZuriQ sont plutôt basés sur des conceptions bidimensionnelles. Au lieu d'utiliser les champs oscillant rapidement trouvés dans les systèmes conventionnels, il utilise des micro-pièges de Penning combinés à un champ magnétique statique, permettant aux ions piégés de se déplacer librement dans n'importe quelle direction, sans les contraintes imposées par les jonctions complexes essentielles aux architectures unidimensionnelles. L'architecture de ZuriQ étant nativement 2D, cela signifie qu'elle peut augmenter son nombre de qubits sur toute la surface d'une puce, au lieu de croître uniquement en ligne droite.
Le professeur Jonathan Home de l'ETH Zürich, conseiller scientifique de ZuriQ, a déclaré que la sauce secrète derrière l'approche de la startup est la géométrie. « Si vous tenez les ions en ligne, leur nombre augmente un par un ; si vous les tenez en deux dimensions, ils augmentent avec la surface de la puce – sur une puce standard, c'est la différence entre des dizaines d'ions et plusieurs milliers », a-t-il déclaré. « Tout aussi important, les ions peuvent être déplacés librement dans trois dimensions, de sorte qu'ils peuvent être connectés ensemble de manière beaucoup plus flexible, et cette connectivité est ce qui rend finalement un ordinateur quantique plus performant. »
Étant donné que l'échelle est le principal défi que ZuriQ souhaite résoudre, il n'est pas surprenant que son objectif principal soit désormais de montrer qu'il peut réellement faire évoluer son architecture de qubits à ions piégés en 2D. Jusqu’à présent, l’entreprise a déjà développé un prototype fonctionnel pour démontrer sa technologie. Il a construit un réseau trois par trois de neuf ions contrôlés individuellement, en le fabriquant en collaboration avec une société appelée Infineon AG en utilisant des processus de fabrication de puces établis pour montrer que c'est possible.
À l’avenir, la startup veut maintenant montrer qu’elle peut augmenter considérablement le nombre d’ions sur une puce et développer un processeur capable d’héberger des centaines, voire des milliers de qubits. À cette fin, les fonds du cycle d'aujourd'hui seront consacrés à l'avancement de ses recherches, au développement de ses opérateurs de fabrication de puces et à l'embauche de davantage d'experts auprès de concurrents du secteur de l'informatique quantique.
Christophe Jurczak, partenaire fondateur de Quantonation, a déclaré que de nombreuses personnes pensent que les vainqueurs de la course à l'informatique quantique sont déjà connus, alors qu'en réalité, la question est loin d'être réglée. « ZuriQ démontre qu'il reste encore des avancées significatives et transformationnelles à réaliser en physique dans les architectures quantiques », a-t-il insisté.
