La plateforme open source NVIDIA CUDA-Q s’enrichit de la couche CUDA-Q Logical, offrant au secteur quantique une orchestration programmable pour concevoir des applications tolérantes aux pannes. Des laboratoires et des fabricants de processeurs quantiques, dont Fermilab, utilisent ce nouvel outil pour accélérer le développement algorithmique.
Une nouvelle couche d’orchestration pour le calcul quantique tolérant aux pannes
L’industrie quantique franchit une étape avec l’introduction de CUDA-Q Logical au sein de la plateforme open source CUDA-Q. Cette couche d’orchestration permet aux chercheurs de concevoir et de tester des applications sur des ordinateurs quantiques tolérants aux pannes, indispensables pour des domaines complexes comme la découverte de médicaments, la modélisation financière et le développement de matériaux.
Jusqu’à présent, la mise au point d’applications pour des processeurs quantiques dotés de qubits logiques relevait d’un défi de co-conception long et fastidieux. Chaque modification apportée à un algorithme, à un code de correction d’erreurs ou à l’architecture matérielle modifie considérablement les ressources nécessaires. Grâce à cette nouveauté, les équipes peuvent explorer des systèmes co-optimisés et intégrés indépendamment du type de qubit.
La plateforme prend également en charge QUOPS, un nouveau banc d’essai multiplateforme développé par les Sandia National Laboratories. Ce dernier mesure les progrès des systèmes quantiques vers des applications à l’échelle de l’utilité, remplaçant l’ancienne approche qui se fiait principalement au nombre de qubits physiques et à leur cohérence.
Fermilab accélère ses recherches grâce à la plateforme NVIDIA
Les chercheurs du Fermi National Accelerator Laboratory ont rapidement mis à l’épreuve cette technologie. En validant des résultats antérieurs et en évaluant les qubits physiques, les temps d’exécution et les exigences en matière de ressources, Fermilab a réduit le temps de développement de ses algorithmes tolérants aux pannes de cinq mois à trois semaines, soit une multiplication de la vitesse par sept.
D’autres institutions et entreprises, telles qu’Infleqtion, IQM Quantum Computers, QCDesign et Quantum Motion, intègrent également ces outils dans leurs travaux de développement.
Iceberg Quantum et Diraq valident l’architecture Pinnacle sur des qubits de spin
Parallèlement, Iceberg Quantum et Diraq ont démontré une mise en œuvre concrète de l’architecture Pinnacle de type qLDPC sur le matériel à qubits de spin de Diraq, en s’appuyant précisément sur l’accès anticipé à CUDA-Q Logical.
L’architecture Pinnacle est parvenue à cibler 1 000 qubits logiques avec 150 000 qubits physiques sur la plateforme Diraq, démontrant que les codes qLDPC ne nécessitent pas nécessairement un matériel plus complexe que les codes de surface classiques.
La collaboration a permis d’optimiser les codes, les circuits et les plannings de déplacement des qubits au sein de chaque bloc modulaire, réduisant ainsi l’impact des erreurs liées au transport des charges. Les simulations numériques intégrant ce bruit de déplacement ont confirmé des performances logiques adaptées aux exigences du calcul utile.
Cette synergie entre des architectures novatrices et des plates-formes logicielles unifiées illustre l’évolution rapide vers des systèmes de supercalculateurs quantiques et GPU intégrés.