De nouvelles percées scientifiques permettraient à IBM de proposer un ordinateur quantique vers la fin de la décennie
Nature signale une percée majeure dans le monde de l’informatique quantique, à savoir, le lancement de la première puce quantique de 1 000 qubits, soit l’équivalent des bits numériques d’un ordinateur ordinaire. Plus précisément, cette puce – dévoilée le 4 décembre et que l’on a baptisée Condor – comporte 1 121 qubits supraconducteurs disposés en nid d’abeille. C’est la dernière itération d’une série de puces qui ont été conçues par IBM au fil des années, dont une puce de 127 qubits en 2021 et une de 433 qubits l’année dernière.
Pour saisir la portée de cette percée, il faut comprendre que la puissance des ordinateurs quantiques permettrait d’accomplir des tâches qui aujourd’hui sont hors de portée des ordinateurs classiques. Cela serait possible grâce à l’exploitation de phénomènes très complexes tels que l’intrication et la superposition, qui permettent à plusieurs qubits d’exister simultanément dans plusieurs états collectifs. Le hic est que ces états quantiques sont également notoirement inconstants et vulnérables aux erreurs.
Afin de surmonter cette contrainte, les physiciens ont tenté de faire travailler ensemble plusieurs qubits physiques – chacun codé dans un circuit supraconducteur, par exemple, ou dans un ion individuel – pour représenter un qubit d’information, ou « qubit logique ». Selon l’avis des chercheurs, les techniques de correction d’erreurs de pointe nécessiteraient plus de 1 000 qubits physiques pour chaque qubit logique. On peut comprendre que pour qu’un ordinateur quantique soit capable d’effectuer des calculs utiles, il aura besoin de millions de qubits physiques.
Même si la puce Condor représente une percée majeure, les physiciens s’intéressent désormais à un système alternatif de correction d’erreurs appelé « contrôle de parité quantique à faible densité » (qLDPC). Apparemment, cette procédure pourrait réduire le seuil de qubits physiques nécessaires pour les calculs d’un facteur 10 ou plus. Conséquemment, IBM aurait pris la décision de privilégier la fabrication de puces conçues pour contenir quelques qubits corrigés par qLDPC dans seulement environ 400 qubits physiques.
Quoique la mise au point du qLDPC apporte son lot de défis techniques – elle nécessite que chaque qubit soit directement connecté à au moins six autres, ce qui est bien plus que les deux ou trois connexions quantiques des puces supraconductrices typiques –, les experts d’IBM sont optimistes. En fait, ils proposent une nouvelle feuille de route selon laquelle, grâce au qLDPC, les ordinateurs quantiques atteindront le seuil des calculs utiles, tels que la simulation du fonctionnement des molécules catalytiques, d’ici la fin de la décennie.
Nature signale une percée majeure dans le monde de l’informatique quantique, à savoir, le lancement de la première puce quantique de 1 000 qubits, soit l’équivalent des bits numériques d’un ordinateur ordinaire. Plus précisément, cette puce – dévoilée le 4 décembre et que l’on a baptisée Condor – comporte 1 121 qubits supraconducteurs disposés en nid d’abeille. C’est la dernière itération d’une série de puces qui ont été conçues par IBM au fil des années, dont une puce de 127 qubits en 2021 et une de 433 qubits l’année dernière.
Pour saisir la portée de cette percée, il faut comprendre que la puissance des ordinateurs quantiques permettrait d’accomplir des tâches qui aujourd’hui sont hors de portée des ordinateurs classiques. Cela serait possible grâce à l’exploitation de phénomènes très complexes tels que l’intrication et la superposition, qui permettent à plusieurs qubits d’exister simultanément dans plusieurs états collectifs. Le hic est que ces états quantiques sont également notoirement inconstants et vulnérables aux erreurs.
Afin de surmonter cette contrainte, les physiciens ont tenté de faire travailler ensemble plusieurs qubits physiques – chacun codé dans un circuit supraconducteur, par exemple, ou dans un ion individuel – pour représenter un qubit d’information, ou « qubit logique ». Selon l’avis des chercheurs, les techniques de correction d’erreurs de pointe nécessiteraient plus de 1 000 qubits physiques pour chaque qubit logique. On peut comprendre que pour qu’un ordinateur quantique soit capable d’effectuer des calculs utiles, il aura besoin de millions de qubits physiques.
Même si la puce Condor représente une percée majeure, les physiciens s’intéressent désormais à un système alternatif de correction d’erreurs appelé « contrôle de parité quantique à faible densité » (qLDPC). Apparemment, cette procédure pourrait réduire le seuil de qubits physiques nécessaires pour les calculs d’un facteur 10 ou plus. Conséquemment, IBM aurait pris la décision de privilégier la fabrication de puces conçues pour contenir quelques qubits corrigés par qLDPC dans seulement environ 400 qubits physiques.
Quoique la mise au point du qLDPC apporte son lot de défis techniques – elle nécessite que chaque qubit soit directement connecté à au moins six autres, ce qui est bien plus que les deux ou trois connexions quantiques des puces supraconductrices typiques –, les experts d’IBM sont optimistes. En fait, ils proposent une nouvelle feuille de route selon laquelle, grâce au qLDPC, les ordinateurs quantiques atteindront le seuil des calculs utiles, tels que la simulation du fonctionnement des molécules catalytiques, d’ici la fin de la décennie.