Informatique quantique
Le programme Informatique quantique se penche sur la science fondamentale à la base de l’information quantique et des technologies quantiques afin de découvrir la meilleure façon de l’exploiter, de résoudre d’importants problèmes de calcul et de créer de nouvelles connaissances en physique et en informatique. Le programme adopte une vaste démarche interdisciplinaire et réunit des physiciens, des informaticiens et d’autres personnes issues de domaines connexes pour relever les défis les plus fondamentaux du domaine.
POINTS FORTS DE LA RECHERCHE ET DE L’IMPACT SOCIÉTAL
Percées dans le domaine de l'informatique quantique sur silicum
Grâce à un projet financé par des fonds Catalyseur qui fait le pont entre les communautés du matériel quantique, les membres Stephanie Simmons (Université Simon Fraser) et Lilian Childress (Université McGill) ont mis au point une nouvelle approche à l’informatique quantique sur silicium. L’introduction de défauts ponctuels comme les centres colorés — ou la modification de l’espacement régulier des atomes dans un solide qui absorbe la lumière — par implantation ionique fait du silicium un candidat compétitif à intégrer dans les futurs réseaux quantiques commerciaux dotés de capacités de mémoire de longue durée et de calcul quantique. Si leur collaboration porte fruit, elle pourrait conduire à une évolution de la recherche à une échelle rarement vue depuis des décennies. Cette plateforme pourrait mener non seulement à la création d’un ordinateur quantique, mais aussi à des communications
quantiques à sécurité prouvée, à des capteurs quantiques, etc.
Adapter la caractérisation des appareils quantiques à l’aide de l’apprentissage automatique
Les ordinateurs quantiques requièrent un étalonnage minutieux de leurs composants pour fonctionner, et la caractérisation précise des appareils est essentielle pour réaliser des opérations et des algorithmes quantiques de haute fidélité. Les membres Alexandre Blais (Université de Sherbrooke) et Irfan Siddiqi (Laboratoire national Lawrence Berkeley) ont collaboré pour recourir à l’apprentissage automatique afin de caractériser le composant fondamental d’un ordinateur quantique : le qubit. Pour ce faire, ils ont procédé à une mesure faible du qubit et ont déduit de l’état recueilli des informations sur la dynamique du qubit. L’introduction des règles fondamentales de la mécanique quantique dans le modèle d’apprentissage automatique améliore la précision et l’efficacité de cette tâche
de caractérisation afin d’extraire efficacement le maximum de renseignements, jetant ainsi les bases de techniques de caractérisation plus évolutives.
Simuler des particules subatomiques sur un ordinateur quantique
Une équipe de recherche dirigée par Christine Muschik (Université de Waterloo), membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli, a réalisé la toute première simulation de baryons — un type de particule subatomique — sur un ordinateur quantique. Grâce à ce résultat, le groupe s’est rapproché de simulations quantiques plus complexes qui permettront aux scientifiques de mieux comprendre les origines de l’Univers et des grands objets célestes comme les étoiles à neutrons, d’en apprendre davantage sur les premiers instants de l’Univers et de réaliser le potentiel révolutionnaire des ordinateurs quantiques. Cette démonstration de pointe constitue une étape importante vers une nouvelle ère de compréhension de notre Univers basée sur la simulation quantique.
ARTICLES NOTABLES
Knill, E., R. Laflamme, R. et G.J. Milburn. « A scheme for efficient quantum computation with linear optics », Nature 409 (2001) : 46-52. RÉSUMÉ
Negrevergne, C. et coll. « Benchmarking quantum control methods on a 12-qubit system », Physical Review Letters, 96 (2006) : 170501 RÉSUMÉ
Rozema, L.A. et coll., « Quantum Data Compression of a Qubit Ensemble », Physical Review Letters 113, 16 (2014). RÉSUMÉ
J. Zhang et coll., « Digital quantum simulation of the statistical mechanics of a frustrated magnet », Nature Communications 3, 880 (2012). RÉSUMÉ
Fondation
2002
Dates de renouvellement
2007, 2012, 2019
Collaborations interdisciplinaires
Informatique, y compris calcul quantique et théorie du calcul
Physique quantique, mathématique, atomique et de la matière condensée
Optique
Génie électronique et informatique
Mathématiques appliquées
Contact
Membres et spécialistes-conseils
Coresponsables de programme
Aephraim M. Steinberg
Responsable de programme
Membres
David Bacon
Membre auxiliaire
Alexandre Blais
Membre
Lilian Childress
Membre
David Gosset
Membre
Université de Waterloo
Patrick Hayden
Membre
Stacey Jeffery
Membre
QuSoft
Ben Lanyon
Membre
Zlatko K Minev
Membre auxiliaire
Irfan Siddiqi
Membre
Stephanie Simmons
Membre
Matthias Troyer
Membre auxiliaire
Guifré Vidal
Membre auxiliaire
Thomas Vidick
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2017-2019
Membre
Nathan Wiebe
Membre
Spécialistes-conseils
Dorit Aharonov
Spécialiste-conseil
Gilles Brassard
Spécialiste-conseil
Raymond Laflamme
Responsable de comité consultatif
John Preskill
Spécialiste-conseil
Membres du programme de chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli
Ashok Ajoy
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2022-2024
Nir Bar-Gill
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2016-2018
Giulio Chiribella
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2016-2018
Gerhard Kirchmair
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2016-2018
Peter McMahon
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2020-2022
Christine Muschik
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2020-2022
Université de Waterloo
Alexei Ourjoumtsev
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2020-2022
Paul Skrzypczyk
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2022-2024
University of Bristol
University of Bristol
Pablo Solano
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2022-2024
Université de Concepción
Chili
Thomas Vidick
Membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli 2017-2019
Membre
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