IBM repousse les performances de son ordinateur quantique

Le constructeur vient de battre son record en atteignant un volume quantique de 64, suggérant que son système est capable d’exécuter des algorithmes deux fois plus complexes qu’auparavant.

Dans le domaine de l’ordinateur quantique, IBM vient d’annoncer avoir réussi à atteindre un volume quantique de 64, soit le double de son record réalisé en janvier dernier. Le volume quantique est une mesure de la performance du circuit quantique, plus il est élevé, plus le système est capable d’exécuter des algorithmes complexes. L’information est d’autant plus importante que, pour l’heure, les ordinateurs quantiques sont encore très loin d’être aussi versatiles que les ordinateurs classiques.

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Chez IBM, le volume quantique correspond au nombre de qubits opérationnels, multiplié par le nombre de connexions entre eux, multipliés par la quantité d’interactions réussies. Puisque ce record a été atteint sur un processeur quantique « Falcon » de 27 qubits, on suppose qu’IBM a par exemple réussi à manipuler deux fois de suite huit qubits reliés par quatre interconnexions.

Le principe de l’ordinateur quantique est de démarrer avec des qubits (des particules en « superposition » qui ont au départ tous les états entre 0 et 1), puis de les geler dans un état donné (la « décohérence ») avec des charges qui correspondent aux bits 0 et 1 d’un problème. Cette action se fait soit directement en soumettant une particule à un signal, soit indirectement via la synchronisation (« l’intrication ») qui existe entre deux particules. L’intrication ou non de particules est l’équivalent quantique des transistors sur un circuit électronique.

La valeur finale des qubits correspond ainsi à la solution qui se combine le mieux avec le problème de départ. L’intérêt de ce procédé est qu’il est bien plus rapide que celui d’un ordinateur classique, où il faut évaluer une à une chaque possibilité pour trouver laquelle solutionne un problème.

L’enjeu de devenir rentable

La difficulté, cependant, est que les qubits sont extrêmement sensibles à leur environnement. Le risque est très élevé que les particules se gèlent dans un état ou qu’elles perdent leur intrication avant même d’avoir été soumises aux signaux de l’expérience, faussant de fait le résultat. Le volume quantique est donc censé indiquer combien le système d’IBM, à base de matériaux supraconducteurs baignant dans l’azote liquide, est efficace pour maintenir des qubits en opération.

Plus il y a de qubits qui restent fonctionnels pendant longtemps, plus l’ordinateur quantique est capable d’exécuter des traitements complexes. Et c’est justement ce qu’on attend de lui : qu’il aille plus vite que les ordinateurs classiques pour résoudre les mêmes problèmes. Or, les capacités des ordinateurs quantiques ne leur permettent pour l’heure que de trouver en un éclair des réponses à des problèmes que les ordinateurs classiques résolvent simplement. La quête de l’informatique quantique est donc d’abord de parvenir à être rentable.

En juin dernier, l’équipementier Honeywell avait déjà atteint un volume quantique de 64, sauf qu’il ne mesurait pas exactement la même chose. En l’occurrence, Honeywell avait surtout réussi à mettre au point une puce électronique QCCD qui limitait à ce point les parasites du monde extérieur que l’expérience pouvait à coup sûr démarrer avec 64 qubits fonctionnels. Mais l’histoire ne dit pas combien de temps les particules, ici disposées dans un gaz et soumises à un laser, restaient en superposition ou intriquées.

Un écosystème de 115 entreprises autour d’IBM

Les ordinateurs quantiques d’IBM, aujourd’hui au nombre de 28, sont accessibles via son cloud. Huit d’entre eux sont à présent certifiés pour atteindre un volume quantique de 32. Pour les utiliser, c’est-à-dire tester dessus des designs de circuits et des algorithmes écrits avec le kit de développement Qiskit, il faut soit s’inscrire gratuitement sur le réseau IBM Quantum Experience, soit faire partie du réseau professionnel IBM Q Network où les bonnes pratiques sont échangées et les projets commerciaux discutés. A date, IBM revendique plus de 250.000 utilisateurs enregistrés sur le premier et 115 entreprises référencées dans le second.

Les applications qui devraient tirer le plus parti de l’ordinateur quantique sont celles de la recherche pharmaceutique, pour trouver le médicament qui se combine le mieux avec une maladie, de la finance, pour trouver la côte qui se combine le mieux avec une valeur en bourse, ou encore de l’énergie et de la distribution, pour trouver la combinaison de production la plus optimale parmi une flotte de centrales électriques ou de relais logistiques.

Récemment, IBM a annoncé avoir trouvé comment accélérer les moteurs de Machine Learning avec un ordinateur quantique. Dans les semaines qui viennent, IBM espère mettre en ligne une sorte d’Appstore des développements quantiques réalisés.

Selon une étude récente d’IDC, l’ordinateur quantique suscite un vif intérêt auprès des grandes entreprises. 52% d’entre elles prévoient d’expérimenter dessus des algorithmes au cours des dix-huit prochains mois, 22% d’entre elles le font déjà et 11% d’entre elles se sont même déjà lancées dans des projets applicatifs.

« Ce que les entreprises interrogées attendent le plus de l'informatique quantique, c'est une amélioration des capacités d'intelligence artificielle, de la sécurité et des moyens de R&D. Il s’agit autant de trouver comment développer de nouvelles activités que d’optimiser les processus déjà en place », commente Peter Rutten, directeur de recherche au sein de la division Infrastructure d'entreprise d'IDC, au micro de nos confrères de TechTarget USA.

Les enjeux industriels sont si importants que la question de la souveraineté économique se posera tôt ou tard. En Europe, le français Atos planche sur des solutions quantiques alternatives qui auront le mérite d’être locales.

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