Quan­tique : the next big thing( k)

L’an­née 2017 au­ra vu une ac­cé­lé­ra­tion im­pres­sion­nante concer­nant le fu­tur des or­di­na­teurs quan­tiques. Les pre­miers si­mu­la­teurs ou or­di­na­teurs sont pro­po­sés par quelques ac­teurs qui s’af­fairent dans un do­maine où les pers­pec­tives sont ver­ti­gi­neuses pour l’

L'Informaticien - - SOMMAIRE - STé­PHANE LARCHER

Si Sha­kes­peare re­ve­nait par­mi nous au­jourd’hui, il se­rait con­traint de chan­ger la cé­lèbre ré­flexion d’Ham­let : To be or not

to be, that is the ques­tion. Dans l’uni­vers quan­tique, la for­mule de­vient : Être « et » ne pas être, ce « n’est pas » la ques­tion ! En ef­fet, le monde quan­tique se ca­rac­té­rise en pre­mier lieu par la su­per­po­si­tion d’états. L’in­for­ma­tique « clas­sique » est ré­gie par les bits qui prennent la va­leur 0 ou 1 se­lon que le cou­rant cir­cule ou non. Avec les Quan­tum bits ou « qu­bits » , ce n’est plus zé­ro « ou » un, mais zé­ro « et » un ; et une in­fi­ni­té d’états in­ter­mé­diaires. C’est ce que l’on ap­pelle une com­bi­nai­son li­néaire d’états. Ce­ci a été po­pu­la­ri­sé en 1935 par Er­win Shrö­din­ger dans son fa­meux pa­ra­doxe du chat. En­fer­mé dans une boîte qui contient éga­le­ment une fiole de poi­son, un évé­ne­ment brise la fiole de poi­son. Se­lon la théo­rie quan­tique, le chat est à la fois mort et vi­vant tant que l’on n’a pas ou­vert la boîte pour pro­cé­der à ce que l’on nomme la me­sure quan­tique. Et si l’on ajoute que le chat mort « et » vi­vant pour­rait se trou­ver dans deux boîtes en même temps, on met le doigt sur un se­cond phé­no­mène es­sen­tiel que l’on nomme l’in­tri­ca­tion quan­tique.

Ma­jo­ra­na, l’ex­tra- ter­restre

Le « en même temps » cher à notre pré­sident ju­pi­té­rien est le fon­de­ment de la phy­sique quan­tique et la no­tion est par­ti­cu­liè­re­ment contre- in­tui­tive. C’est d’ailleurs le terme le plus sou­vent em­ployé par les spé­cia­listes. S’em­bar­quer dans le voyage quan­tique conduit à fré­quen­ter la fine fleur des phy­si­ciens et ma­thé­ma­ti­ciens du siècle pas­sé : Ein­stein, Bohr, Hein­sen­berg, Planck, Schrö­din­ger, Pao­li, Di­rac, De Bro­glie, Ga­mow ou en­core Ma­jo­ra­na, l’ex­tra- ter­restre se­lon Étienne Klein. Nous ne sau­rions d’ailleurs trop vous re­com­man­der la sé­rie de trois confé­rences sur la phy­sique quan­tique ani­mées par M. Klein et dis­po­nibles sur YouTube. Pré­sen­tant ces dif­fé­rentes per­sonnes, Étienne Klein dit : « Tous sont des gé­nies, il n’y a pas de doute là- des­sus. Mais en tra­vaillant beau­coup, on ar­rive à suivre leurs rai­son­ne­ments. Ma­jo­ra­na, c’est un ex­tra- ter­restre, il est hors ca­té­go­rie. Il ne pou­vait plus dis­cu­ter avec les phy­si­ciens de son époque. … donc il s’est ar­ran­gé pour que ses ar­ticles soient lus qua­rante ans plus tard. » Nous y re­vien­drons en dé­tail plus loin puisque le fer­mion de Ma­jo­ra­na – l’une de ses trou­vailles – est à la base de la re­cherche me­née par Mi­cro­soft avec son ap­proche to­po­lo­gique. Après des an­nées de re­cherche dans les la­bo­ra­toires aca­dé­miques et au sein des en­tre­prises, l’in­for­ma­tique quan­tique a consi­dé­ra­ble­ment pro­gres­sé ces deux der­nières an­nées et il semble que nous soyons à l’aube d’une ré­vo­lu­tion ab­so­lu­ment fon­da­men­tale. Rap­pe­lons que les or­di­na­teurs quan­tiques ont été ima­gi­nés en 1982 par le prix No­bel 1965 de Phy­sique, Ri­chard Feyn­man, six ans avant sa mort. M. Feyn­man est consi­dé­ré comme l’un des phy­si­ciens les plus in­fluents de la 2de moi­tié du XXe s. Concer­nant le prin­cipe des qu­bits, ceux- ci ont été dé­crits par Ming­sheng Ying dans un ar­ticle in­ti­tué Quan­tum Com­pu­ta­tion, quan­tum theo­ry & AI. Le pro­blème prin­ci­pal de ces ma­chines est lié au fait que dès que l’on com­mence à em­pi­ler des par­ti­cules

sub­ato­miques, même si on est proche du zé­ro ab­so­lu et de la ma­tière conden­sée, dans un état dans le­quel « plus rien ne bouge » , ces par­ti­cules sont tout de même en in­ter­ac­tion les unes avec les autres, et avec le monde qui les en­toure. Si de nom­breux la­bo­ra­toires de re­cherche tra­vaillent sur ces su­jets, les cons­truc­teurs sont peu nom­breux à y par­ti­ci­per et en­core moins à com­mu­ni­quer. On dé­nombre IBM, Google, Mi­cro­soft, Atos, In­tel et DWave. Pos­si­ble­ment, d’autres ac­teurs comme le Chi­nois Hua­wei sont vrai­sem­bla­ble­ment sur les rangs, mais la Chine n’a pas fait l’ombre d’un com­men­taire sur le fait qu’elle tra­vaille­rait sur un cal­cu­la­teur quan­tique alors que l’on sait qu’elle dé­ploie des ef­forts sur les réseaux et la cryptograp­hie quan­tique. Le fait que l’Em­pire du Mi­lieu ne com­mu­nique pas ne si­gni­fie donc nul­le­ment qu’il ne par­ti­cipe pas à la re­cherche. Rap­pe­lons­nous que per­sonne ne soup­çon­nait ses tra­vaux dans le do­maine du HPC ( High Per­for­mance Com­pu­ting) alors que les su­per­cal­cu­la­teurs chi­nois trustent main­te­nant les pre­mières places du HPC 500 et que leur nombre est plus im­por­tant que les cal­cu­la­teurs amé­ri­cains

Un si­mu­la­teur de 40 qu­bits

Com­men­çons donc notre tour d’ho­ri­zon des ac­teurs du mar­ché. Une fois n’est pas cou­tume, le Fran­çais Atos a dé­ci­dé de se lan­cer dans la course et af­fiche de sé­rieuses am­bi­tions, et pas seule­ment des am­bi­tions. La so­cié­té di­ri­gée par l’an­cien mi­nistre et an­cien pré­sident de France Té­lé­com, Thier­ry Bre­ton, est au­jourd’hui la seule en­tre­prise au monde à com­mer­cia­li­ser un vé­ri­table si­mu­la­teur quan­tique opé­ra­tion­nel. Pro­fi­tant de ses connais­sances dans les do­maines du HPC, de la sé­cu­ri­té ou en­core des ser­veurs in me­mo­ry, Atos pro­pose de­puis la fin du prin­temps sa Quan­tum Lear­ning Ma­chine, une bête de course do­tée de 16 CPU, 24 To de mé­moire et qui est ca­pable de si­mu­ler jus­qu’à 40 qu­bits. Cette ma­chine est donc uti­li­sée pour tes­ter les pro­grammes, créer de nou­veaux al­go­rithmes, dé­cou­vrir les sub­ti­li­tés de la pro­gram­ma­tion quan­tique. La pro­messe faite par Atos est que toutes les ap­pli­ca­tions ain­si créées et tour­nant sur le si­mu­la­teur se­ront fonc­tion­nelles sur un cal­cu­la­teur quan­tique lorsque ce­lui- ci se­ra dis­po­nible. L’autre pro­messe est la sui­vante : Atos se­ra le pre­mier construc­teur – et vrai­sem­bla­ble­ment le seul – eu­ro­péen à li­vrer un cal­cu­la­teur quan­tique. « Nous avons lan­cé notre pro­gramme au dé­but de l’an­née 2016 » , in­dique Phi­lippe Du­luc Chief Tech­no­lo­gy Of­fi­cer Big Da­ta & Sé­cu­ri­té d’Atos. « La ré­flexion part de deux rup­tures tech­no­lo­giques qui vont se pro­duire. La pre­mière concerne le cal­cul. La loi de Moore va s’ar­rê­ter alors que nos clients ré­clament tou­jours plus de puis­sance de cal­cul. Il est donc im­pé­ra­tif de tra­vailler sur le cal­cul quan­tique. La deuxième rup­ture est dans le do­maine de la cy­ber- sé­cu­ri­té. En ef­fet, avec l’al­go­rithme quan­tique de Shor, il de­vien­dra pos­sible de cas­ser les clés de chif­fre­ment RSA et d’autres al­go­rithmes cryp­to­gra­phiques asy­mé­triques qui ga­ran­tissent au­jourd’hui le bon fonc­tion­ne­ment d’In­ter­net. » Atos tra­vaille donc éga­le­ment sur la cryptograp­hie post- quan­tique au sein de l’en­tre­prise et en par­te­na­riat avec dif­fé­rents uni­ver­si­taires ( lire en­ca­dré en page 16). Un autre axe de tra­vail est la veille tech­no­lo­gique sur les dif­fé­rents com­po­sants de l’or­di­na­teur quan­tique. Ac­tuel­le­ment, les deux tech­no­lo­gies quan­tiques les plus pro­met­teuses sont les cir­cuits

su­pra­con­duc­teurs et les ions pié­gés. « Nous ana­ly­sons les dif­fé­rentes tech­no­lo­gies au tra­vers de par­te­na­riats. Nous ne fai­sons pas de pa­ri sur l’une ou l’autre. C’est éga­le­ment lié à la par­tie pro­gram­ma­tion car les dif­fé­rentes tech­no­lo­gies ne per­mettent pas tou­jours de faire les mêmes trai­te­ments sur les portes quan­tiques, et nous in­té­grons ces dif­fé­rences dans notre si­mu­la­teur » , pour­suit M. Du­luc. En­fin, une équipe est éga­le­ment char­gée de tra­vailler sur de nou­veaux al­go­rithmes quan­tiques spé­ci­fiques au Ma­chine Lear­ning. Le pro­gramme Atos Quan­tum com­prend une cen­taine de per­sonnes, dont une ving­taine de cher­cheurs dé­diés au cal­cul quan­tique. Le pro­gramme, su­per­vi­sé di­rec­te­ment par M. Bre­ton, s’ap­puie sur un conseil scien­ti­fique qui réunit le ma­thé­ma­ti­cien Cé­dric Villa­ni, le prix No­bel de Phy­sique Serge Ha­roche, Alain As­pect, Da­vid Di­vi­cen­zo, Da­niel Es­teve et Ar­tur Ekert. Tous sont consi­dé­rés comme des som­mi­tés dans le do­maine. Le conseil se réunit deux fois par an pour faire l’état des lieux, confron­ter les avan­cées, les re­cherches. In­ter­ro­gé sur la re­la­tive so­li­tude d’Atos au ni­veau eu­ro­péen, M. Du­luc n’es­quive pas. « Sur le vo­let in­dus­triel, c’est exact. Mais nous avons la chance d’avoir un sec­teur aca­dé­mique très bien dé­ve­lop­pé en France et en Eu­rope. Nous avons des re­la­tions pri­vi­lé­giées avec le CEA, l’UPMC, l’IN­RIA. J’ajoute que l’Union eu­ro­péenne a lan­cé sur le do­maine du quan­tique un Flag­ship do­té de 1 mil­liard d’eu­ros et nous sou­hai­tons être pré­sents dans ce pro­jet. » Il pré­cise éga­le­ment que quelques pays eu­ro­péens ( Royau­meU­ni, Pays- Bas) ont mis en place des fi­nan­ce­ments na­tio­naux et ne déses­père pas que ce soit pro­chai­ne­ment le cas de la France. M. Du­luc sou­ligne ce­pen­dant que les mon­tants au­jourd’hui in­ves­tis sont sans com­pa­rai­son avec ce qui est fait aux ÉtatsU­nis ou au Ca­na­da et rap­pelle les pas­se­relles entre in­dus­triels et uni­ver­si­taires, un phé­no­mène qui se dé­ve­loppe en France mais qui n’est pas en­core au même ni­veau. Lorsque nous l’in­ter­ro­geons sur une date de com­mer­cia­li­sa­tion d’un or­di­na­teur quan­tique gé­né­ral, le CTO se montre d’une pru­dence de sioux, s’ap­puyant der­rière la ri­gueur scien­ti­fique qui sied dans ce do­maine. Nous lui pro­po­sons l’an­née 2020. Il ne confirme pas mais es­time qu’une puis­sance de 40 ou 50 qu­bits pour­rait être at­teinte et pos­si­ble­ment 100 qu­bits si les tech­no­lo­gies conti­nuent à pro­gres­ser à la même vi­tesse qu’ac­tuel­le­ment. In­ter­ro­gé sur les pre­mières ap­pli­ca­tions, il met en avant la chi­mie quan­tique per­met­tant de tra­vailler par la si­mu­la­tion sur de grosses mo­lé­cules. Ce­ci ou­vri­ra la voie à de nou­veaux mé­di­ca­ments ou de nou­veaux ma­té­riaux.

Un saut quan­tique… en 12 mois

Si Atos est le seul construc­teur à dis­po­ser d’un si­mu­la­teur quan­tique de la taille d’un ser­veur d’en­tre­prise, IBM est le seul in­dus­triel à pro­po­ser de tes­ter gra­tui­te­ment un vé­ri­table or­di­na­teur quan­tique au­quel on ac­cède via le Cloud. Le pre­mier mo­dèle a été pré­sen­té il y a un an et dis­po­sait d’une puis­sance de 5 qu­bits. Très ré­cem­ment, Big Blue en a pro­po­sé deux nou­veaux : un mo­dèle 16 qu­bits, tou­jours ac­ces­sible, et un pro­to­type de 17 qu­bits qui pour­rait ser­vir de base à un fu­tur mo­dèle com­mer­cia­li­sé. IBM a ou­vert le pro­jet en construi­sant une API, un kit de dé­ve­lop­pe­ment et plus de 300 000 ex­pé­riences ont d’ores et dé­jà été ef­fec­tuées. La pres­ti­gieuse re­vue Na­ture vient de pu­blier un ar­ticle mon­trant les tra­vaux réa­li­sés par des cher­cheurs sur l’hy­dride de li­thium et l’hy­dride de be­ry­lium. Xa­vier Vasques, di­rec­teur tech­nique chez IBM France, l’in­dique : « Nous vou­lons mon­trer notre maî­trise du pro­ces­sus in­dus­triel. C’est ce qui nous a per­mis de pro­gres­ser ra­pi­de­ment de 5 à 16 qu­bits en une an­née » . L’or­di­na­teur quan­tique pro­po­sé par IBM uti­lise des boucles su­pra­con­duc­trices. Le coeur quan­tique fonc­tionne à une tem­pé­ra­ture de 15 mil­li­kel­vin, soit 0,15 de­gré au- des­sus du Zé­ro ab­so­lu (– 273,15 ° C). La « bes­tiole » est une pièce en­tière bar­dée de cryo­com­pres­seurs à base d’he­lium li­quide qui ont pour ob­jec­tif de main­te­nir cette tem­pé­ra­ture ex­trême, in­dis­pen­sable pour main­te­nir le plus long­temps la sta­bi­li­té des qu­bits et, consé­quem­ment, leur per­mettre de fonc­tion­ner et de les lire. « Le plus im­por­tant est l’as­pect ma­té­riel. Cryo­com­pres­seurs : ce­la de­mande beau­coup de re­cherche pour dé­ve­lop­per des ma­té­riaux en termes de su­pra conduc­ti­vi­té, mais pas uni­que­ment. Iso­lants, com­pres­seurs, mi­cro- ondes… Le qu­bit n’est pas le seul pa­ra­mètre car il faut s’at­te­ler à la ges­tion et la cor­rec­tion d’er­reurs qui sont des opé­ra­tions com­plexes. »

In­ter­ro­gé sur le dé­lai pour ob­te­nir un or­di­na­teur fonc­tion­nant à 50 qu­bits, qui dé­pas­se­ra tout ce qu’il est pos­sible de faire avec un cal­cu­la­teur tra­di­tion­nel, M. Vasques se re­fuse à don­ner une date. « Je sais que nous al­lons y ar­ri­ver mais je ne peux pas vous dire quand. Nous sommes humbles dans l’ap­proche et nous com­mu­ni­quons uni­que­ment lorsque nous sommes sûrs. » Comme M. Du­luc chez Atos, Xa­vier Vasques voit les pre­mières ap­pli­ca­tions dans la chi­mie mo­lé­cu­laire et rap­pelle qu’une quin­zaine d’ar­ticles ont dé­jà été pu­bliés, dont ce­lui pu­blié par Na­ture ci­té plus haut. Ar­ticles qui s’ap­puient sur des tra­vaux réa­li­sés à l’aide de l’or­di­na­teur quan­tique d’IBM. Il in­siste éga­le­ment sur l’im­por­tance de créer un vaste éco­sys­tème.

Le lièvre Google…

En pre­mier lieu, Google s’est ap­puyé sur l’or­di­na­teur quan­tique de DWave que nous étu­die­rons plus loin. Mais l’en­tre­prise de Moun­tain View s’est lan­cée dans sa propre re­cherche et af­firme pou­voir pré­sen­ter d’ici à la fin de l’an­née un or­di­na­teur quan­tique qui ap­pro­che­rait les 50 qu­bits et of­fri­rait une fia­bi­li­té de 99,7 %. Comme IBM, Google s’ap­puie sur une tech­no­lo­gie de su­pra- conduc­teurs. Par rap­port à d’autres, Google a dé­mar­ré re­la­ti­ve­ment tard avec l’ar­ri­vée de John Mar­ti­nis, pro­fes­seur à l’uni­ver­si­té San­ta Bar­ba­ra de Ca­li­for­nie, l’une des écoles les plus poin­tues et les plus ac­tives dans le do­maine quan­tique. Comme à son ha­bi­tude, Google n’a pas fait les choses à moi­tié et a donc dé­ci­dé d’in­ves­tir mas­si­ve­ment dans ce do­maine, en s’ap­puyant no­tam­ment sur les tra­vaux de M. Mar­ti­nis. Tou­te­fois, ce der­nier a dé­cla­ré au mois d’août der­nier, lors de Cryp­to 2017, qu’il fau­drait une di­zaine d’an­nées avant que l’or­di­na­teur quan­tique ne de­vienne une réa­li­té concrète. Lors de cette confé­rence, John Mar­ti­nis est éga­le­ment re­ve­nu sur la no­tion de qu­bits de cal­cul et qu­bits de cor­rec­tion d’er­reurs. En ef­fet, la course à l’ar­me­ment au nombre de qu­bits ne si­gni­fie rien en soi. En ef­fet, il faut sa­voir que se­lon les tech­no­lo­gies – à l’ex­cep­tion du to­po­lo­gique – le nombre de qu­bits né­ces­saires à cor­ri­ger les er­reurs in­ter­ve­nant dans les qu­bits de cal­cul est de 1 000 à 10 000 fois plus éle­vé. Et bien évi­dem­ment, plus on su­per­pose des qu­bits, plus la tâche est ar­due. Google se montre plu­tôt dis­cret sur son en­ga­ge­ment, mais conti­nue à af­fir­mer la pré­sen­ta­tion de ce chip de 49 qu­bits d’ici à la fin de l’an­née, ce que semble confir­mer un cher­cheur du MIT, Si­mon Gus­tavs­son : « Google et IBM sont au même ni­veau » , af­fir­met- il. Si Google ar­rive donc à faire fonc­tion­ner son cal­cu­la­teur à 49 qu­bits, il ob­tien­drait alors ce que l’on nomme la su­pré­ma­tie quan­tique, c’est- à- dire réus­sir à réa­li­ser des cal­culs in­at­tei­gnables par des or­di­na­teurs tra­di­tion­nels. La ma­gie du qu­bit est que le ra­jout de 1 a pour consé­quence de mul­ti­plier par 2 la ca­pa­ci­té théo­rique de cal­cul sous- ja­cente. Ce qui est très com­pli­qué, c’est de main­te­nir la co­hé­rence de l’en­vi­ron­ne­ment.

… et la tor­tue Mi­cro­soft

Et si Mi­cro­soft met­tait tout le monde d’ac­cord ? Comme dans la fable de La Fon­taine, Mi­cro­soft joue le rôle de la tor­tue. En ef­fet, l’en­tre­prise tra­vaille sur le quan­tique de­puis 1997, lorsque Mi­cro­soft a re­cru­té Mi­chaël Freed­man, mé­daille Fields 1986. En com­pa­gnie d’Alexei Ki­taev, ils ont fait le pa­ri d’un or­di­na­teur quan­tique to­po­lo­gique re­po­sant sur le fer­mion de Ma­jo­ra­na, théo­ri­sé en 1937. Comme le sou­ligne Ber­nard Our­ghan­lian, CTO de Mi­cro­soft France, l’en­tre­prise de Red­mond a fait un pa­ri com­plè­te­ment dingue. Lorsque la re­cherche a dé­mar­ré, per­sonne n’avait pu prou­ver l’exis­tence de cette par­ti­cule qui est en même temps son an­ti­par­ti­cule et il a fal­lu at­tendre 2012 pour qu’elle soit en­fin vue par Léo Kou­ven­ho­wen de l’uni­ver­si­té de Delft, aux Pays- Bas. Le choix du to­po­lo­gique pour­rait bien se ré­vé­ler le plus ju­di­cieux. En ef­fet, se­lon les cher­cheurs de Mi­cro­soft et leurs par­te­naires, le fer­mion pour­rait pré­sen­ter plu­sieurs avan­tages dé­ci­sifs, comme in­di­qué sur l’ico­no­gra­phie ci- contre pré­sen­tée par M. Our­ghan­lian lors de la confé­rence Mi­cro­soft Ex­pe­riences au mois d’oc­tobre der­nier. Le fer­mion s’avé­re­rait beau­coup plus stable que les autres par­ti­cules et consé­quem­ment du­re­rait plus long­temps et né­ces­si­te­rait 100 à 1 000 fois moins de qu­bits pour les cor­rec­tions d’er­reur. Si tout ce­ci est avé­ré, l’or­di­na­teur quan­tique to­po­lo­gique pour­rait bien ga­gner la lo­te­rie.

Tous les su­jets ba­layés ces 20 der­nières an­nées

Mi­cro­soft est donc en train de bâ­tir un or­di­na­teur quan­tique à trois étages. L’étage du bas – le coeur quan­tique – est re­froi­di à 0,02° Kel­vin, à l’ins­tar de ce que pro­posent IBM ou Google. Un étage au- des­sus est le cryo­gé­nique. « L’or­di­na­teur cryo­gé­nique fonc­tionne en état de su­pra­con­duc­ti­vi­té et son rôle est de pi­lo­ter et contrô­ler l’état des qu­bits de l’étage du des­sous. En­fin, il y a un étage tra­di­tion­nel qui fonc­tionne dans une salle des ma­chines pour pro­gram­mer tout ce­la » , ex­plique M. Our­ghan­lian. Dans ses 20 an­nées de re­cherche, Mi­cro­soft a ba­layé de très nom­breux su­jets et c’est pour­quoi l’en­tre­prise fon­dée par Bill Gates in­dique au­jourd’hui avoir une vi­sion très claire et très dé­taillée de tout ce qui com­pose le quan­tique : ma­té­riels, lo­gi­ciels, com­pi­la­teurs, al­go­rithmes, lan­gage de pro­gram­ma­tion, ap­pli­ca­tions. Mi­cro­soft af­firme avoir dé­jà des so­lu­tions pour ré­soudre les équa­tions de Schö­din­ger né­ces­saires pour ré­soudre le pro­blème de la cap­ta­tion carbone. Red­mond tra­vaille aus­si sur le rem­pla­ce­ment des tech­niques de pro­duc­tion d’en­grais les­quelles sont ac­tuel­le­ment très coû­teuses en éner­gie. D’autres équipes ré­flé­chissent au­tour de nou­veaux ma­té­riaux. Certes, il va fal­loir en­core des an­nées pour ar­ri­ver à une puis­sance de cal­cul suf­fi­sante ( 100 à 200 qu­bits) pour ré­soudre ces ques­tions, mais les al­gos sont en cours de créa­tion. D’ici à la fin de l’an­née, Mi­cro­soft va mettre à dis­po­si­tion un si­mu­la­teur de 40 qu­bits via le Cloud Azure et pro­po­ser un nou­veau lan­gage de pro­gram­ma­tion, dé­dié

à la pro­gram­ma­tion quan­tique, connu pour le mo­ment sous le nom de LiQuid. Ber­nard Our­ghan­lian pré­vient que la courbe d’ap­pren­tis­sage est sub­stan­tielle, en par­ti­cu­lier le pas­sage vers les portes quan­tiques. À l’ins­tar de ses concur­rents, Mi­cro­soft pro­pose donc un lan­gage in­té­gré dans la suite Vi­sual Stu­dio afin que les dé­ve­lop­peurs se fassent la main dès main­te­nant.

Et aus­si

● In­tel vient de pré­sen­ter ré­cem­ment une puce- test de 17 qu­bits qu’il a confié à son par­te­naire Qu- Tech à des fins de tests. Cette puce contient se­lon le fon­deur une nou­velle ar­chi­tec­ture of­frant une fia­bi­li­té et une per­for­mance ther­mique ren­for­cées, et des in­ter­fé­rences ra­dio ré­duites entre les qu­bits. ● Un sché­ma d’in­ter­con­nexion évo­lu­tif qui per­met de 10 à 100 fois plus de si­gnaux vers et en pro­ve­nance de la puce, par rap­port aux puces à in­ter­con­nexion fi­laire. ● Des pro­cé­dés de concep­tion et de fa­bri­ca­tion et des ma­té­riaux avan­cés per­met­tant d’adap­ter le boî­tier aux cir­cuits in­té­grés quan­tiques, les­quels sont bien plus vo­lu­mi­neux que pour les puces si­li­cium tra­di­tion­nelles. ● In­tel tra­vaille donc sur la tech­no­lo­gie Quan­tum dots sur Si­li­cium

Quan­tique… pas tout à fait quan­tique

La so­cié­té ca­na­dienne D- Wave est l’un des plus an­ciens four­nis­seurs de sys­tèmes quan­tiques puisque son exis­tence re­monte à 1999 et qu’elle a com­mer­cia­li­sé son pre­mier sys­tème quan­tique en 2001 ( 128 qu­bits). Con­trai­re­ment aux autres sys­tèmes, il ne s’agit pas d’un cal­cu­la­teur gé­né­ral mais d’un sys­tème qui per­met de faire du re­cuit si­mu­lé quan­tique pour le­quel il est plus per­for­mant que les or­di­na­teurs tra­di­tion­nels. Elle a no­tam­ment com­mer­cia­li­sé des mo­dèles au­près de Google ou en­core à la Na­sa. Le der­nier mo­dèle pro­po­sé re­ven­dique fiè­re­ment « 2031 qu­bits » . Tou­te­fois le manque d’ap­pli­ca­tions a conduit Google à dé­ve­lop­per son propre sys­tème. De­puis plu­sieurs an­nées, la po­lé­mique fait rage pour sa­voir si le fonc­tion­ne­ment des or­di­na­teurs D- Wave est quan­tique ou non. De même, le dé­bat sur le nombre de qu­bits re­ven­di­qué ne four­nit au­cune ex­pli­ca­tion sur leur uti­li­sa­tion : s’agit- il de qu­bits lo­gique en charge des cal­culs ou au contraire ceux des­ti­nés à la cor­rec­tion d’er­reurs ? La se­conde ex­pli­ca­tion semble la bonne car avec plus de 300 qu­bits, il semble pos­sible de si­mu­ler toute la for­ma­tion de l’uni­vers, une tâche dont D- Wave semble en­core très éloi­gnée. L’une des contri­bu­tions les plus ré­centes est celle du pro­fes­seur Gé­rard Ber­ry, du Col­lège de France, qui rap­pelle que la ma­chine ac­tuelle de D- Wave n’est pas un cal­cu­la­teur quan­tique gé­né­ral, mais op­ti­mi­sé pour un type de cal­cul nom­mé le re­cuit si­mu­lé, qui se prête bien au cal­cul quan­tique. On le voit : le bouillon­ne­ment des uni­ver­si­tés et des in­dus­triels sur ce do­maine est au­jourd’hui maxi­mal. Tous ont main­te­nant conscience que l’in­for­ma­tique quan­tique don­ne­ra ac­cès à des puis­sances de cal­cul qui pour­ront per­mettre de ré­gler des pro­blèmes au­jourd’hui in­ac­ces­sibles et qui sont de pre­mière im­por­tance. Le ré­chauf­fe­ment cli­ma­tique, la faim dans le monde, l’éra­di­ca­tion des ma­la­dies, la concep­tion de nou­veaux ma­té­riaux fi­gurent par­mi les ap­pli­ca­tions de cette ré­vo­lu­tion – le terme n’est pas gal­vau­dé – qui se pro­file. Certes, il va fal­loir en­core quelques an­nées pour que tout ce­ci soit réel­le­ment opé­ra­tion­nel, mais les pro­grès en­re­gis­trés du­rant ces der­niers mois in­citent à un rai­son­nable op­ti­misme. ❍

UN DES ÉTAGES DE L’OR­DI­NA­TEUR QUAN­TIQUE D’IBM.

ETTORE MA­JO­RA­NA, UN DES GÉ­NIES DU XXE SIÈCLE.

L’OR­DI­NA­TEUR D’ATOS PER­MET DE SI­MU­LER JUS­QU’A 40 QU­BITS.

JOHN MAR­TI­NIS ( GOOGLE) : « IL FAU­DRA EN­CORE UNE DI­ZAINE D’AN­NÉES. »

LES OR­DI­NA­TEURS QUAN­TIQUES DOIVENT ÊTRE REFROIDIS À UNE TEM­PÉ­RA­TURE PROCHE DU ZÉ­RO AB­SO­LU (– 273,15 ° C).

Newspapers in French

Newspapers from France

© PressReader. All rights reserved.