Microsoft a peut-être enfin rendu l’informatique quantique utile

Le rêve de l’informatique quantique a toujours été passionnant : et si nous pouvions construire une machine fonctionnant au niveau quantique, capable d’effectuer des calculs complexes de manière exponentielle plus rapidement qu’un ordinateur limité par la physique classique ? Mais même si IBM, Google et d’autres annoncent du matériel informatique quantique itératif, ils ne sont toujours pas utilisés à des fins pratiques. Cela pourrait changer avec l’annonce d’aujourd’hui de Microsoft et Quantinuum, qui affirment avoir développé le système informatique quantique le plus exempt d’erreurs à ce jour.

Alors que les ordinateurs et l’électronique classiques s’appuient sur des bits binaires comme unité d’information de base (ils peuvent être activés ou désactivés), les ordinateurs quantiques fonctionnent avec des qubits, qui peuvent exister dans une superposition de deux états en même temps. Le problème avec les qubits est qu’ils sont sujets aux erreurs, ce qui est la principale raison pour laquelle les ordinateurs quantiques d’aujourd’hui (connus sous le nom de Noisy Intermediate Scale Quantum [NISQ] ordinateurs) sont uniquement utilisés pour la recherche et l’expérimentation.

La solution de Microsoft consistait à regrouper les qubits physiques en qubits virtuels, ce qui lui permet d’appliquer des diagnostics et des corrections d’erreurs sans les détruire, et de les exécuter sur tout le matériel de Quantinuum. Le résultat était un taux d’erreur 800 fois supérieur à celui des seuls qubits physiques. Microsoft affirme avoir pu réaliser plus de 14 000 expériences sans aucune erreur.

Selon Jason Zander, vice-président exécutif de la division Missions stratégiques et technologies de Microsoft, cette réalisation pourrait enfin nous amener à l’informatique quantique « résiliente de niveau 2 », qui serait suffisamment fiable pour des applications pratiques.

« La tâche à accomplir pour l’ensemble de l’écosystème quantique est d’augmenter la fidélité des qubits et de permettre une informatique quantique tolérante aux pannes afin que nous puissions utiliser une machine quantique pour trouver des solutions à des problèmes auparavant insolubles », a écrit Zander dans un article de blog aujourd’hui. « En bref, nous devons passer à des qubits logiques fiables créés en combinant plusieurs qubits physiques en des qubits logiques pour nous protéger du bruit et maintenir un calcul long (c’est-à-dire résilient). »

L’annonce de Microsoft constitue un « résultat solide », selon Aram Harrow, professeur de physique au MIT spécialisé dans l’information et l’informatique quantiques. « Le système Quantinuum a des taux d’erreur et un contrôle impressionnants, il était donc plausible qu’ils puissent faire une expérience comme celle-ci, mais il est encourageant de voir que cela a fonctionné », a-t-il déclaré dans un e-mail à Engadget. « J’espère qu’ils seront en mesure de maintenir, voire d’améliorer, le taux d’erreur à mesure qu’ils se développeront. »

Les chercheurs pourront avoir un avant-goût de l’informatique quantique fiable de Microsoft via Azure Quantum Elements dans les prochains mois, où il sera disponible en avant-première privée. L’objectif est d’aller encore plus loin vers le supercalcul quantique de niveau 3, qui sera théoriquement capable de s’attaquer à des problèmes incroyablement complexes comme le changement climatique et la recherche sur les médicaments exotiques. On ne sait pas exactement combien de temps il faudra pour atteindre ce point, mais pour l’instant, au moins, nous nous rapprochons d’un pas de plus vers l’informatique quantique pratique.

« Parvenir à un ordinateur quantique tolérant aux pannes à grande échelle sera encore un long chemin », a écrit le professeur Harrow. « Il s’agit d’une étape importante pour cette plate-forme matérielle. Parallèlement aux progrès réalisés sur les atomes neutres, cela signifie que les plates-formes à atomes froids se portent très bien par rapport à leurs concurrents qubits supraconducteurs. »

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