Récemment, nous vous faisions part de la dernière avancée de l’Université des sciences et technologies de Chine, qui a conçu un processeur quantique doté de 66 qubits (bits quantiques) — 13 de plus que la puce Sycamore de Google. Mais dans une annonce écrasante, IBM révèle un prototype presque deux fois plus grand, comptant 127 qubits. Baptisé Eagle, il serait ainsi, théoriquement, le processeur quantique supraconducteur le plus puissant au monde.
Les superordinateurs récents peuvent reproduire les résultats d’un ordinateur quantique de 5 à 20 qubits, mais à partir de 50 qubits, c’est une tâche impossible. C’est au-delà de ce seuil qu’une forme « simplifiée » de suprématie (ou avantage) quantique (que les précédents systèmes comme le processeur chinois Zuchongzhi auraient atteint) peut être démontrée par la résolution d’un problème mathématique complexe, par exemple.
En effet, on peut considérer ces annonces comme n’étant pas vraiment honnêtes étant donné que ce seuil n’est pas aussi fixe qu’on le pensait jusqu’à récemment, car il est aujourd’hui possible de « simuler » le comportement d’un ordinateur quantique avec des ordinateurs conventionnels au-delà de 49 qbits, notamment grâce à des techniques mathématiques.
Quoi qu’il en soit, pour prouver « qu’il est meilleur » comme le suggère IBM, ce nouveau processeur baptisé Eagle, devrait pour cela être capable de résoudre, plus rapidement, les mêmes problèmes mathématiques précédemment résolus par ses concurrents. La « puissance de calcul » testée dans ce cadre est cependant limitée à un type précis d’application algorithmique.
Autrement dit, pour le moment, ces ordinateurs quantiques ne peuvent pas être utilisés pour des cas pratiques courants, sans compter la taille et la complexité handicapante des systèmes quantiques actuels. C’est pour cela que de nombreuses équipes de recherche dans le monde tentent d’innover en proposant de nouvelles architectures.
Eagle, première brique de l’informatique quantique pratique ?
Mais avant cela, la route est longue, notamment car les systèmes quantiques actuels ne disposent qu’une quantité très limitée de qubits. Pour cela, la recherche se concentre surtout sur cette problématique, visant à produire des processeurs toujours plus puissants et plus petits.
Le processeur Eagle d’IBM s’inscrit parfaitement dans cet effort. Avec ses 127 qubits, il occupe désormais la première place en tant que processeur quantique supraconducteur le plus grand, et donc théoriquement le plus puissant. Chaque qubit supplémentaire ajouté à un ordinateur quantique représente une avancée significative en matière de capacité, contrairement aux ordinateurs classiques dont la puissance augmente de manière linéaire. Un qubit supplémentaire double effectivement la puissance potentielle d’un processeur. Avec 61 qubits supplémentaires comparativement au processeur chinois, Eagle développerait théoriquement une puissance des milliards de fois supérieure.
Il existe trois types principaux de qubits : les supraconducteurs, les ions piégés et les photons. Ces dernières années, l’informatique quantique s’est surtout concentrée sur les qubits supraconducteurs, l’une des principales technologies soutenues par Google et IBM. « Avec Eagle, nous démontrons que nous pouvons évoluer, que nous pouvons commencer à générer suffisamment de qubits pour disposer d’une capacité de calcul suffisante pour résoudre les problèmes intéressants. C’est un tremplin vers des machines plus grandes », explique Bob Sutor d’IBM. Le principal inconvénient des qubits supraconducteurs cependant, c’est la nécessité de les faire évoluer dans un environnement aux températures proches du zéro absolu (-273,15 °C).
Détails à venir…
Il est toutefois difficile de comparer la puissance de la puce d’IBM avec celle des processeurs précédents. Google et l’USTC ont tous deux utilisé un point de référence commun pour évaluer leurs puces, qui consistait à simuler un circuit quantique et à échantillonner des nombres aléatoires à partir de sa sortie. IBM affirme avoir créé un processeur plus programmable et plus adaptable, mais n’a pas encore publié d’article universitaire exposant ses performances ou ses capacités.
Selon certains experts, bien qu’il soit intéressant d’évaluer les performances en se basant uniquement sur le nombre de qubits, il convient d’examiner un certain nombre d’autres paramètres, dont aucun n’a encore été publié au sujet d’Eagle. En effet, en plus de la capacité, il faut aussi que le processeur soit intrinsèquement performant.
Mais IBM ne s’arrête pas là : la société a déclaré qu’elle espérait faire la démonstration d’un processeur de 400 qubits l’année prochaine et franchir la barrière des 1000 qubits l’année suivante avec sa puce Condor, qui selon elle devrait « enfin » lui permettre d’atteindre la « véritable » suprématie quantique. À ce stade, on s’attend à ce qu’une limite d’expansion soit atteinte, ce qui nécessitera la conception d’ordinateurs quantiques basés sur des réseaux de processeurs reliés par fibre optique. Ce n’est qu’ainsi que le potentiel de l’informatique quantique pourra être libéré.