Évaluation du matériel informatique quantique, des portails et des kits de développement de logiciels accessibles au public en Chine – Rapport sur l’informatique quantique

Par Brian Siegelwax

La Chine dépense prétendument autant pour la recherche quantique que la plupart des autres pays du monde réunis. Par conséquent, entre autres choses, nous devrions nous attendre à ce qu’ils soient beaucoup plus proches de l’informatique quantique pratique que tout le monde. Heureusement, plusieurs nuages ​​​​d’informatique quantique basés en Chine sont accessibles au public, nous pouvons donc essayer de déterminer où ils se trouvent vraiment. Parce que la Chine développe principalement des ordinateurs quantiques supraconducteurs, basés sur ce qui est accessible au public, comparez-les bien avec le leader mondial occidental en nombre de qubits supraconducteurs et en temps de cohérence : IBM Quantum.

MATÉRIEL

Au nom de la Chine, jetez un coup d’œil à trois nuages ​​​​d’informatique quantique supraconductrice accessibles au public. Jetez également un coup d’œil à un article récent qui suggère à quel point la Chine pourrait être encore plus avancée à huis clos. Eh bien, regardez comment IBM Quantum se compare.

Quantique d’origine

Origin Quantum met à disposition via son OriginQ Cloud un appareil 6 qubits avec un temps de relaxation moyen d’au moins 10 s. Cela signifie que tous les calculs doivent être terminés en environ 10 millionièmes de seconde. Aucune entreprise occidentale ne revendique des temps de relaxation inférieurs à 20 s, ce qui signifie que vous avez au moins deux fois plus de temps pour effectuer des calculs avec des ordinateurs quantiques supraconducteurs occidentaux. Les appareils IBM Quantums les moins performants durent plus longtemps que tous ses concurrents occidentaux, qui durent tous plus longtemps que Origin Quantums Kuafu. Les plus petits appareils ont généralement 5 qubits, donc Kuafu est plus grand que certains de ses homologues occidentaux.

Baidu

Baidu met à disposition un dispositif de 8 qubits avec un temps de relaxation moyen de 31 s. Alors que les deux nombres battent en fait de nombreux homologues occidentaux, OQC a un appareil à 8 qubits avec un temps de relaxation moyen de 50 s. Et, encore une fois, les pires appareils IBM Quantum durent plus longtemps que les deux.

SpinQ

SpinQ prétend avoir un appareil de 20 qubits avec des temps de relaxation s’étendant largement sur 10 à 100 s, mais il ne met à la disposition du public qu’un appareil de 8 qubits avec une large gamme similaire de temps de relaxation. À tout moment, certains des qubits sur la puce peuvent avoir des temps de relaxation comparables aux pires qubits d’IBM Quantum, tandis que d’autres qubits sur la même puce peuvent avoir des temps de relaxation aussi mauvais que Origin Quantums. Le dispositif à 8 qubits est également limité par une topologie linéaire, ce qui signifie que tous les qubits ne sont connectés, au maximum, qu’à deux autres qubits ; les qubits à chaque extrémité sont chacun connectés à un seul autre qubit. Par conséquent, la plupart des algorithmes exécutés sur cet appareil à 8 qubits nécessiteront des opérations supplémentaires pour déplacer les états quantiques, des opérations qui augmentent considérablement le taux d’erreurs lors du calcul.

Milieu universitaire

Plusieurs universités chinoises ont collaboré à cet article, qui revendique un ordinateur quantique supraconducteur avec 68 qubits et un temps de relaxation moyen de 109,8 s. Ces deux chiffres sont bien en avance sur les sociétés mentionnées précédemment, alors gardons ces chiffres à l’esprit pendant que nous examinons ce qu’IBM Quantum a à offrir.

IBM quantique

Bien que la puce Osprey de 433 qubits vienne d’être disponible dans un état Exploratoire, IBM Quantum dispose néanmoins de plusieurs appareils de 127 qubits disponibles que nous pouvons comparer aux 68 que nous venons d’examiner. En plus d’avoir des appareils plus grands disponibles, presque le double de taille, IBM Quantum dispose actuellement d’un total de 22 ordinateurs quantiques supraconducteurs accessibles au public, dont 9 sont disponibles gratuitement. Deux des dispositifs de 127 qubits, ibm_sherbrooke et ibm_kyiv, offrent des temps de relaxation d’environ 300 s, presque le triple des 109,8 s revendiqués dans l’article ci-dessus.

Ibmq_manille

L’un des appareils IBM Quantums, ibmq_manila, n’a que 5 qubits, mais a un temps de relaxation moyen, au moment de cette capture d’écran, de 198,17 s. Le monde a un accès illimité et gratuit à un appareil IBM Quantum avec des temps de relaxation moyens qui sont presque le double des 109,8 s revendiqués dans l’article.

IBM_peekskill

Au moment où ces captures d’écran ont été prises, l’ibm_peekskill de 27 qubits affichait le temps de relaxation moyen le plus élevé de 320,75 s, encore une fois environ le triple des 109,8 s revendiqués dans l’article.

Matériel Conclusion

L’ibm_sherbrooke de 127 qubits, au moment de cette capture d’écran, avait un temps de relaxation moyen de 293,68 s. Cela signifie qu’IBM Quantum dispose à lui seul de plus de qubits de meilleure qualité disponibles dans un seul ordinateur quantique supraconducteur que n’importe quelle entreprise ou institution basée en Chine ne prétend même en avoir. Alors que la Chine dépense soi-disant presque autant pour la recherche quantique que le reste du monde réuni, il n’y a aucune preuve de leadership en matière de matériel informatique quantique. De manière informelle, j’ai demandé à un représentant de l’une des trois sociétés basées en Chine ce qui était à la pointe de la technologie là-bas, et aucune réfutation n’a été reçue.

PORTAILS

Les trois sociétés basées en Chine mentionnées précédemment ont toutes quelque chose en commun : elles ont toutes des portails proposant des constructeurs de circuits par glisser-déposer. Jetons ensuite un coup d’œil superficiel à ces portails.

Quantique d’origine

Le constructeur de circuits par glisser-déposer domine l’écran, comme on pouvait s’y attendre. Il y a une navigation sur le site sur la gauche et des visualisations tout autour.

Baidu

Baidu a également le constructeur de circuits par glisser-déposer comme attraction vedette, avec une navigation sur la gauche, des visualisations ci-dessous et un éditeur QASM en prime.

SpinQ

SpinQ déplace l’éditeur QASM sur le côté droit de l’écran, sinon la description de haut niveau de cet écran duplique Baidus.

IBM quantique

Et, c’est l’original. IBM Quantum a eu le premier cloud informatique quantique accessible au public, et cela n’a pas beaucoup changé depuis le début. Le constructeur de circuits par glisser-déposer occupe toujours le devant de la scène, la navigation est toujours sur la gauche, les visualisations sont toujours en dessous et il y a toujours un éditeur QASM sur le côté. Il était impossible d’évaluer les trois portails précédents sans remarquer l’étonnante ressemblance avec l’original.

Conclusion des portails

IBM Quantum n’est pas le seul portail d’informatique quantique en dehors de la Chine, mais d’autres portails s’efforcent de se distinguer. Les trois portails basés en Chine, au-delà des captures d’écran ci-dessus, sont tous évidemment calqués sur IBM Quantum.

SKITS DE DÉVELOPPEMENT DE LOGICIELS

IBM Quantum est peut-être mieux connu pour sa bibliothèque Qiskit, la bibliothèque informatique quantique la plus populaire au monde. Mais, encore une fois, la Chine étant censée dépenser autant d’argent, jetons un coup d’œil à ce qu’elle a à offrir.

Quantique d’origine

OriginQ Cloud comprend un laboratoire avec 12 blocs-notes Jupyter, mais aucun dossier ne cache potentiellement des blocs-notes Jupyter supplémentaires. Nous ne voyons aucun des algorithmes des manuels ni aucun exemple d’application, juste des tutoriels sur l’utilisation de QPanda.

Baidu

Baidu a des cahiers Jupyter sur Github, mais il est plus facile de voir ce qui est disponible sur GitHub via la page Tutoriels via leur site Web. Nous pouvons voir qu’il existe une variété d’applications, mais pas de didacticiels d’introduction ni d’algorithmes de manuel.

SpinQ

SpinQit se compose de 14 tutoriels sur GitHub, avec un mélange d’algorithmes et d’applications. Compte tenu de l’accent mis par l’entreprise sur le secteur de l’éducation, il est surprenant qu’il n’y ait pas de didacticiels d’introduction ici.

IBM quantique

Qiskit contient tout : des tutoriels d’introduction, des algorithmes de manuels et des exemples d’applications. De plus, ce n’est pas limité au matériel IBM ; parce qu’il est open source, il a des intégrations avec le matériel des concurrents. Un coup d’œil sur GitHub révèle le nombre de contributeurs de Qiskit, ce qui fait de Qiskit la plus grande bibliothèque d’informatique quantique accessible au public. Si vous trouvez quelque chose que vous aimez dans une autre bibliothèque, il y a de fortes chances que Qiskit l’ait aussi.

Conclusion du SDK

Qiskit est une bibliothèque open source avec la plus grande base d’utilisateurs de la communauté quantique. Cette base d’utilisateurs, avec accès au code, maintient Qiskit plus grand que les bibliothèques des entreprises qui paient du personnel pour développer leurs SDK. Par conséquent, il n’est pas surprenant, même si la Chine dépense beaucoup d’argent, que Qiskit conserve son leadership dans ce domaine.

OCONCLUSION GÉNÉRALE

D’innombrables sources affirment que la Chine dépense plus que la plupart du reste du monde pour la recherche quantique. C’est une grande motivation pour tous les autres pays à aller de l’avant et à ne pas risquer de prendre du retard. Mais, nous pouvons jeter un coup d’œil à ce qui se passe là-bas. Peut-être qu’ils dépensent de l’argent dans d’autres domaines et que l’informatique quantique n’est pas une priorité. Peut-être qu’ils cachent leurs meilleurs trucs. Mais en ce qui concerne ce que nous pouvons réellement vérifier, la Chine ne bat même pas IBM.

9 mai 2023