OQuLus

Ordinateurs quantique à base de lumière en variables discrètes et continues

Porteurs

Ségolène Olivier, CEA
Mattia Walschaers, CNRS

Aperçu

Le projet OQuLus réunit les expert·e·s français de la photonique et des technologies quantiques pour construire deux prototypes d’ordinateurs quantiques optiques NISQ (Noisy Intermediate Scale Quantum).

Mots-clés : Qubits photoniques, qumodes optiques, squeezing, circuits photoniques intégrés à faibles pertes, sources de lumière quantique, calcul quantique, portes quantiques, émetteurs quantiques uniques, détecteurs de photons uniques, calcul optique

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En résumé

Les photons ont un temps de décohérence infini, un atout inégalé par les approches du calcul quantique basées sur des qubits à l’état solide. L’informatique quantique photonique présente également d’excellentes perspectives de passage à l’échelle, car la plateforme repose sur l’industrie bien établie des semi-conducteurs. Les photons sont donc des compétiteurs de premier plan dans la course au calcul quantique, comme en témoigne la démonstration historique d’avantage quantique en matière de calcul.

Dans cette course, la France a une longueur d’avance qui se reflète dans les ambitions et le consortium d’OQuLus. Il regroupe des expertises très diverses, théoriques et expérimentales, allant de la physique des semi-conducteurs à l’optique intégrée, à la fois pour l’encodage numérique – variables discrètes DV – et pour l’encodage analogique – variables continues CV.

Défis

OQuLus vise à construire deux prototypes d’ordinateurs quantiques optiques NISQ (Noisy Intermediate Scale Quantum) selon deux approches :

  • En DV, le projet développe un prototype de 8 qubits avec des boîtes quantiques émettant des photons uniques et intriqués, couplées à des circuits de calcul reconfigurables en nitrure de silicium à très faible perte.
  • En CV, les chercheurs et chercheuses suivent une approche basée sur la mesure en utilisant des modes temps-fréquence pour créer des états cluster de 10 nœuds (génération en cavité) à 10 000 nœuds (simple passage avec multiplexage temporel), qu’ils combinent avec l’addition ou la soustraction de photons, sélectives en mode, pour mettre en œuvre des opérations non gaussiennes.

Tâches

  • WP DV-S : Ressources de génération quantique
  • WP DV-NGS : Sources quantiques de la prochaine génération
  • WP DV-BB : Blocs de construction DVQC (Discrete Variable Quantum Computing) basés sur des circuits
  • WP CV-G : Génération d’états gaussiens
  • WP DV-SIV : Assemblage du démonstrateur et premières démonstrations
  • WP CV-NG : Génération d’états non gaussiens
  • WP CV-P : Prototype d’ordinateur quantique CV
  • WP TH-S : Ingénierie d’états quantiques réalistes
  • GT TH-PR : Protocoles et caractérisation des ressources
  • WP M : Management

Le consortium

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