Un diamant spécial est la clé d'un capteur quantique entièrement open source

L'informatique quantique est soit un rêve lointain, soit une réalité imminente, selon la personne à qui l'on pose la question . Si une grande partie du Quantum Village de la conférence sur la sécurité Defcon de Las Vegas est consacrée cette année à la recherche émergente et à l'analyse des menaces, les cofondateurs du Village, Victoria Kumaran et Mark Carney, s'efforcent également de rendre une technologie quantique déjà disponible plus accessible aux hackers et à toute autre personne.

Lors d'une conférence sur la scène principale du Defcon samedi, le duo présentera un capteur quantique open source et abordable, adapté à de nombreuses applications, des technologies médicales aux alternatives au GPS. Le tout est alimenté par un diamant spécial, mais abordable, aux propriétés atomiques particulières. La première génération pourrait être assemblée pour environ 120 à 160 dollars, selon les fournisseurs et les délais de livraison. La deuxième version, présentée par Kumaran et Carney ce week-end, peut être construite pour un prix encore plus avantageux. Le duo annonce la sortie d'une troisième version cet automne, basée sur les tests et les retours de la communauté, qui, espèrent-ils, ne coûtera que 50 dollars.

Les capteurs quantiques détectent des variations extrêmement infimes des champs magnétiques et électriques, permettant des mesures ultra-précises. Les horloges atomiques, par exemple, qui donnent une heure quasi parfaite, sont des capteurs quantiques utilisés depuis des décennies. Cependant, pour les chercheurs et les passionnés souhaitant approfondir leurs connaissances en matière de détection quantique, la barrière à l'entrée était assez élevée. Le projet « Uncut Gem », relativement abordable et open source, du Village Quantique offre donc une réelle opportunité à davantage de personnes de construire leurs propres capteurs quantiques et d'explorer cette technologie.

« On peut faire des choses qu'on n'aurait pas pu faire auparavant, comme utiliser des capteurs quantiques pour commencer à construire des appareils portables de type IRM utilisables dans tous les pays », a déclaré Kumaran à WIRED avant la présentation. « Ce sont des diamants présentant des défauts, des diamants synthétiques qui sont les chutes les moins chères du marché. Je trouve que l'utilité des diamants synthétiques est quelque peu poétique. »

La plupart des composants nécessaires au capteur quantique sont de simples composants informatiques disponibles dans le commerce, mais le diamant doit être un « diamant à lacunes d'azote ». Ses propriétés moléculaires particulières sont dues à la présence d'atomes d'azote qui remplacent certains atomes de carbone dans sa structure atomique.

Outre leurs applications médicales potentielles, les capteurs quantiques peuvent être utilisés dans des technologies de navigation alternatives qui détectent les interférences électromagnétiques. Ces outils pourraient servir d'alternatives locales au GPS en cas de défaillance globale du système ou de brouillage ciblé . L' US Space Force teste actuellement ce qu'un communiqué a qualifié de « capteur inertiel quantique le plus performant jamais testé dans l'espace ».

Pour la grande majorité des personnes qui n'ont pas accès aux capteurs quantiques les plus performants au monde, le projet Uncut Gem représente une opportunité de démocratiser et de développer la technologie de détection quantique. Il rejoint d'autres projets dans différents domaines du piratage informatique, axés sur des conceptions et des composants économiques et accessibles.

Le chercheur indépendant Davide Gessa a testé les schémas et le code d'Uncut Gem.

« Je suis en phase finale de moulage du diamant avec l'électronique. J'espère terminer l'appareil d'ici deux semaines environ », a déclaré Gessa à WIRED. « Je suis les instructions du projet officiel, mais j'ai aussi apporté quelques modifications. J'espère exploiter cet appareil pour réaliser des expériences d'informatique quantique et l'utiliser également pour la génération de nombres aléatoires. Toutes mes modifications seront open source, afin que chacun puisse les reproduire et les améliorer. »

Les prototypes de capteurs Uncut Gem ont déjà permis de détecter des fluctuations d'ondes magnétiques dans une salle de conférence chaotique, ainsi qu'un battement de cœur à quelques mètres d'un sujet. Le logiciel est essentiel en détection quantique, car même le matériel le plus perfectionné et de haute qualité capte toujours du bruit ambiant, qui doit être corrigé et filtré pour concentrer la sortie du capteur sur la détection souhaitée.

« La raison pour laquelle nous l'appelons le premier logiciel entièrement open source est que, d'après ce que j'ai trouvé, d'autres articles vous donnent des schémas - et nous les avons référencés - mais il n'y a aucun autre endroit où vous pourriez aller qui possède le PCB [circuit imprimé], la source des diamants, les conceptions, les schémas, le micrologiciel, et aussi un référentiel de connaissances sur son fonctionnement pour que vous puissiez commencer », a déclaré Carney, du Quantum Village, à WIRED.

Bien que les capteurs quantiques, et certainement le capteur Uncut Gem, aient encore un long chemin à parcourir avant d'offrir la précision et la facilité d'utilisation d'un tricordeur de Star Trek , Carney et Kumaran soulignent que le but du projet est simplement de mettre la technologie quantique réelle à la disposition du monde le plus rapidement possible.

« L'open source est vraiment important pour nous », déclare Carney. « Est-ce un bon capteur ? Excusez-moi, mais non, absolument pas. Il existe de bien meilleurs capteurs. Serait-ce un meilleur capteur ? Absolument, et cela se produira si nous parvenons à inciter les gens à s'engager dans l'open source et à l'itérer. »