En novembre, IBM a présenté son processeur quantique de 127 qubits appelé Eagle, montrant que le rêve d’atteindre une véritable puissance de calcul quantique semble être sur la bonne voie, bien que le travail doive se poursuivre avant que les applications réelles de la technologie puissent être réalisées.
La demande de développement d’ordinateurs quantiques, qui appliquent la physique quantique pour les calculs et le stockage de données, découle de la conviction qu’ils résoudront les problèmes beaucoup plus précisément, plus rapidement et à moindre coût que les machines de calcul actuelles. De nombreux acteurs, d’AT&T à Amazon en passant par Zapata Computing et Xanadu, participent à certains aspects du développement du calcul quantique.
Briser le seuil de 100 qubits pour les processeurs quantiques est une prochaine étape pour atteindre ce que l’on appelle « l’avantage quantique ». C’est alors que les ordinateurs quantiques devraient montrer qu’ils peuvent largement dépasser les ordinateurs classiques. IBM affirme qu’Eagle est leur preuve qu’un avantage quantique sera réalisable d’ici 2023.
Qubits frauduleux
Il peut y avoir un bavardage mousseux avec des chiffres flous et des promesses lancées qui pourraient surestimer l’informatique quantique. “Une partie du battage médiatique là-bas, certains des qubits dont vous entendez parler ne fonctionnent pas réellement”, déclare Robert Sutor, exposant quantique en chef chez IBM. Il explique que produire des qubits individuels ne suffit pas ; ils doivent s’interconnecter et fonctionner ensemble pour compter. « S’ils ne le peuvent pas, nous ne pouvons pas exécuter le modèle d’informatique quantique pour effectuer les types de calculs que nous voulons. »
Le seuil de 100 qubits, dit Sutor, était un obstacle important dans les efforts pour atteindre un avantage quantique. Un processeur avec plusieurs centaines de qubits, dit-il, tous travaillant ensemble peut être nécessaire pour démontrer pleinement l’amélioration exponentielle que les ordinateurs quantiques devraient représenter par rapport aux ordinateurs classiques.
En plus des progrès réalisés dans le matériel, l’informatique quantique trouve sa place dans le cloud. « Microsoft et Amazon ont tous deux eu l’idée d’obtenir un accès matériel tiers à leurs environnements », explique Konstantinos Karagiannis, directeur associé des services d’informatique quantique chez le cabinet de conseil Protiviti. Il s’attend également à ce que Google fasse quelque chose de similaire bientôt. « Ils travaillent en fait sur leur propre machine. »
Une autre activité dans cet espace comprend le lancement en octobre du AWS Center for Quantum Computing en partenariat avec le California Institute of Technology, un effort conjoint dans une installation de Pasadena pour construire des ordinateurs quantiques. Des investissements sont réalisés dans des cas d’utilisation pour le monde financier, dit Karagiannis, pour au moins avoir une preuve de concept en cours. “Cela va être une chose difficile à rattraper”, dit-il. « Nous avons vu cela dans l’apprentissage automatique. »
Vous dormez, vous perdez
Les entreprises qui ont attendu l’apprentissage automatique, dit Karagiannis, se sont peut-être retrouvées à la traîne alors que leurs pairs recherchaient de telles ressources. « Essayer de faire sensation dans le domaine de l’apprentissage automatique est maintenant très difficile », dit-il. « Toutes les bonnes choses ont déjà été établies. » Quelque chose de similaire peut arriver avec l’informatique quantique.
L’embauche de personnel capable de soutenir l’innovation dans l’informatique quantique, dit Karagiannis, peut être difficile car cela peut nécessiter plus qu’une mise à jour rapide des compétences de développement traditionnelles pour travailler dans cet espace. “Vous devez avoir une certaine compréhension de l’algèbre linéaire, une compréhension de base de la physique qui la sous-tend”, dit-il. « La formation en machine learning est également utile. Trouver cette synergie de talents est un peu difficile. Karagiannis s’attend à ce qu’il y ait une augmentation annuelle de 30 à 40 % du besoin de tels talents.
Pour l’instant, il semble que plus les développeurs de technologies qui contribuent au développement de l’informatique quantique sont les plus joyeux. « Nous avons besoin de beaucoup plus de machines et nous avons besoin qu’elles soient bien meilleures », déclare Karagiannis. Alors que de plus en plus d’entreprises discutent des moyens de créer des processeurs quantiques, il dit qu’elles peuvent apporter de nouvelles méthodes pour déterminer les meilleures pratiques de production. « Nous devons continuellement encourager ces matériaux, la science, la recherche et les approches. »
Toutes les entreprises ou tous les secteurs ne verront pas nécessairement un besoin immédiat d’ordinateurs quantiques, dit Sutor. Les services financiers, la chimie et la logistique pourraient bénéficier de cette prochaine évolution des ordinateurs, dit-il.
Le rythme des progrès dans le développement des ordinateurs quantiques est largement déterminé par l’échelle des qubits interconnectés, explique Sutor. La qualité des qubits est un autre facteur, dit-il, qui inclut de les garder au froid et dans l’obscurité, à l’abri des interférences. Cela permet de réduire le « bruit » de fond qui pourrait autrement interférer avec les capacités de traitement.
Avec leur puissance toujours croissante, les ordinateurs quantiques devraient rendre les tâches qui étaient autrefois monumentales beaucoup plus simples à accomplir. Par exemple, Sutor dit qu’un calcul de chimie effectué il y a deux ans qui a nécessité 4,5 milliards de calculs quantiques a nécessité quelque 290 jours pour être effectué avec un ordinateur classique. « Nous pouvons le faire en sept heures maintenant », dit-il. « Nous avons changé la façon dont les ordinateurs classiques et quantiques fonctionnent ensemble. Nous avons amélioré les algorithmes ; nous avons amélioré les ordinateurs quantiques eux-mêmes.
Sutor dit que la prochaine étape en 2022 pour IBM sera de produire un processeur de 433 qubits.
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