Par Ian Gormely

29 septembre 2021

Les chercheurs en vecteurs appliquent des techniques d’apprentissage automatique pour construire de meilleurs ordinateurs quantiques, qui utilisent des qubits au lieu de bits. Les ordinateurs quantiques sont généralement plus rapides et disposent de plus de mémoire que les ordinateurs « classiques » que la plupart des gens connaissent, ce qui les rend idéaux pour les problèmes liés au chiffrement, à l’analyse de données et à l’optimisation. 

Le professeur Juan Felipe Carrasquilla a coécrit l’article « Découverte de protocoles pour le contrôle quantique des majoranas par la programmation différentiable et les stratégies d’évolution naturelle », avec Luuk Coopmans, Di Luo, Graham Kells et Bryan K. Clark, publié dans PRX Quantum en juin. « Il détaille une façon plus efficace de manipuler les qubits basée sur un type de particule appelé modes zéro de Majorana à l’aide de l’apprentissage automatique, ce qui n’avait jamais été fait auparavant », explique Carrasquilla, qui est aussi professeur adjoint adjoint à l’Université de Waterloo (UW). L’UW et le Vector Institute sont des partenaires clés, partageant de nombreux membres du corps professoral, affiliés au corps professoral, postdoctorants et étudiants.

En appliquant les techniques d’apprentissage automatique au domaine, l’équipe a examiné l’une des questions d’optimisation les plus fondamentales du quantique — comment l’information quantique, en particulier les modes zéro de Majorana, peut-elle passer du point A au point B de la manière la plus rapide possible — et l’a ludifiée en utilisant des techniques similaires à l’apprentissage par renforcement. « Le match commence, et au début, tu n’es pas très bon », explique-t-il. « Essaie encore. et ensuite tu commences à comprendre quelles pourraient être les stratégies de mouvement du qubit. » 

La logique suggérerait que déplacer quelque chose à vitesse constante en ligne droite aurait le plus de sens, mais ce n’était pas le cas. Au lieu de cela, le mode zéro de Majorana encodant l’information quantique doit sauter très rapidement, arrivant à destination d’une manière que Carrasquilla compare à sauter dans et hors d’un autobus en mouvement. 

Carrasquilla estime qu’il existe un potentiel pour appliquer ces techniques à plusieurs problèmes liés au quantique. L’article a déjà été cité par plusieurs collègues, dont Alán Aspuru-Guzik, membre de la faculté vectorielle , qui a utilisé certaines des techniques que Carrasquilla et son équipe ont développées pour optimiser les circuits quantiques.

Mais son impact le plus important jusqu’à présent s’est produit dans un domaine auquel il n’avait jamais pensé : les réfrigérateurs microscopiques utilisés pour refroidir les appareils électroniques et les réseaux à fibre optique. « On m’a contacté pour utiliser cette stratégie afin de faire quelque chose de complètement différent de ce que j’avais envisagé », explique Carrasquilla. « On ne sait jamais où son travail va finir. » 

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