Une QPU (Quantum Processing Unit) est l'équivalent, en matériel quantique, d'un CPU. C'est l'appareil physique qui stocke les qubits et exécute les opérations de portes quantiques. Les technologies de QPU actuelles incluent les qubits supraconducteurs (IBM, Google, Rigetti), les qubits à ions piégés (IonQ, Quantinuum), les qubits photoniques (PsiQuantum, Xanadu) et les atomes neutres (QuEra, Pasqal). Chaque technologie présente des compromis différents en termes de nombre de qubits, de fidélité de porte, de connectivité et de temps de cohérence. Les QPU fonctionnent à des températures cryogéniques (supraconducteurs) ou sous vide (ions piégés). L'accès se fait généralement via des API cloud. Exécuter des circuits sur une QPU réelle implique toujours du bruit, une surcharge de transpilation et des temps d'attente en file, contrairement aux simulateurs.
Termes associés
Qubit
FundamentalsL'unité fondamentale de l'information quantique : l'analogue quantique du bit classique.
NISQ
HardwareNoisy Intermediate-Scale Quantum : des appareils de 50 à 1000 qubits sans correction d'erreur complète.
Temps T1 / T2
HardwareT1 est le temps de relaxation énergétique du qubit ; T2 est le temps de cohérence (déphasage). Les deux limitent la durée d'un circuit.
Fidélité
MetricsUne mesure (de 0 à 1) de la proximité entre une opération ou un état quantique réel et sa cible idéale.
Transpilation
HardwareLe processus de compilation d'un circuit quantique vers le jeu de portes natif et la connectivité de qubits d'un appareil spécifique.
Qubit Supraconducteur
HardwareUn qubit construit à partir d'un circuit supraconducteur contenant une ou plusieurs jonctions Josephson, refroidi près du zéro absolu et contrôlé par des impulsions micro-ondes.
Qubit à Ion Piégé
HardwareUn qubit encodé dans les niveaux d'énergie internes d'un ion individuel maintenu en place par des champs électromagnétiques et contrôlé par des impulsions laser.
Qubit Photonique
HardwareUn qubit encodé dans une propriété d'un seul photon, comme la polarisation ou le chemin, capable de voyager dans une fibre optique et de fonctionner sans refroidissement cryogénique profond.
Qubit à Atome Neutre
HardwareUn qubit encodé dans les états internes d'un atome neutre individuel maintenu en place par un faisceau laser focalisé (une pince optique), les états de Rydberg étant utilisés pour intriquer les atomes voisins.