Harvard & QuEra : 96 qubits logiques avec une architecture universelle tolérant les pannes

L'équipe Lukin de l'Université Harvard a démontré 96 qubits logiques simultanés à l'aide de réseaux d'atomes neutres reconfigurables comptant jusqu'à 448 atomes ⁸⁷Rb, réalisant pour la première fois l'intégration de la correction d'erreurs sous le seuil, des portes universelles et des circuits profonds dans une seule architecture.

Le 10 novembre 2025, le groupe de Mikhail Lukin à l'Université Harvard a publié un résultat majeur dans Nature (vol. 649, p. 39–46, 2026) : la première démonstration unifiée des trois conditions de l'informatique quantique tolérant les pannes (FTQC) à grande échelle — correction d'erreurs, universalité et circuits profonds — sur une seule plateforme. Cette recherche collaborative a impliqué des chercheurs de Harvard, du MIT, de Caltech et du NIST/Université du Maryland, QuEra Computing ayant un intérêt financier dans ce travail.

À l'aide d'un processeur logique à atomes neutres reconfigurable constitué de jusqu'à 448 atomes ⁸⁷Rb piégés dans des pinces optiques, l'équipe a simultanément activé 96 qubits logiques via des codes haute efficacité [[16,6,4]] (16 blocs × 6 qubits logiques par bloc, encodés depuis 256 qubits physiques — une surcharge d'environ 2,7:1). Trois jalons majeurs ont été atteints :

Correction d'erreurs sous le seuil : Un code de surface d=5 combiné avec un décodeur d'apprentissage automatique et la détection des pertes d'atomes a atteint un taux d'erreur logique par tour de 0,62 % — 2,14 fois inférieur à d=3 — démontrant des performances sous le seuil. Les événements de perte d'atomes ont été utilisés comme information d'effacement pour améliorer le décodage.
Portes universelles tolérantes aux pannes : Des portes T non-Clifford ont été réalisées à l'aide de codes Reed-Muller 3D [[15,1,3]] et de la téléportation transversale, complétant l'ensemble de portes universel {H, T, CNOT}. Des rotations arbitraires à un qubit ont été synthétisées avec un espacement angulaire décroissant exponentiellement à mesure que le nombre de portes T augmente, conformément au théorème de Solovay–Kitaev.
Circuits profonds à entropie constante : La lecture non destructive par conversion spin-position via un réseau optique 1D, combinée au refroidissement par gradient de polarisation 1D (PGC) dans un champ magnétique fini, a amélioré le taux de cycles expérimentaux d'un facteur ~100 (cycles de 4 ms). La réutilisation de qubits en cours de circuit a permis des circuits profonds de 27 couches avec les codes Steane [[7,1,3]] et tesseract [[16,6,4]], tout en maintenant une entropie interne constante grâce à la téléportation transversale.

Le rapport qubit physique/logique de ~2,7:1 pour 96 qubits logiques actifs représente une avancée significative vers une informatique quantique tolérant les pannes et économe en ressources. Ces résultats établissent des principes architecturaux fondamentaux pour la prochaine génération de processeurs quantiques universels et évolutifs.