Algorithmes et architectures pour ordinateurs quantiques supraconducteurs

Abstract

Depuis sa formulation, la théorie de l'information a été basée, implicitement, sur les lois de la physique classique. Une telle formulation est toutefois incomplète puisqu'elle ne tient pas compte de la réalité quantique. Au cours des vingt dernières années, l'expansion de la théorie de l'information englobant les effets purement quantiques a connu un intérêt grandissant. La réalisation d'un système de traitement de l'information quantique, un ordinateur quantique, présente toutefois de nombreux défis. Dans ce document, on s'intéresse à différents aspects concernant ces défis. On commence par présenter des concepts algorithmiques comme l'optimisation de calculs quantiques et le calcul quantique géométrique. Par la suite, on s'intéresse au design et à différents aspects de l'utilisation de qubits basés sur les jonctions Josephson. En particulier, un nouveau design de qubit supraconducteur est suggéré. On présente aussi une approche originale pour l'interaction entre qubits. Cette approche est très générale puisqu'elle peut être appliquée à différents designs de qubits. Finalement, on s'intéresse à la lecture des qubits supraconducteurs de flux. Le détecteur suggéré ici a l'avantage de pouvoir être découplé du qubit lorsqu'il n'y a pas de mesure en cours.