Quantinuum, spin-off d’Honeywell, franchit une étape importante dans l’informatique quantique à correction d’erreurs

Quantinuum, la société d’informatique quantique issue de Honeywell, a déclaré cette semaine qu’elle avait fait une percée dans la technologie qui devrait aider à accélérer l’adoption commerciale des ordinateurs quantiques.

Cela a à voir avec la correction en temps réel des erreurs.

L’un des plus gros problèmes liés à l’utilisation d’ordinateurs quantiques à des fins pratiques est que les circuits d’un ordinateur quantique sont très sensibles à toutes sortes d’interférences électromagnétiques, ce qui provoque des erreurs dans ses calculs. Ces erreurs de calcul doivent être corrigées, soit en utilisant un logiciel, souvent après l’exécution d’un calcul, soit en utilisant d’autres parties physiques du circuit quantique pour vérifier et corriger les erreurs en temps réel. Jusqu’à présent, alors que les scientifiques ont théorisé des moyens d’effectuer ce type de correction d’erreurs en temps réel, peu de méthodes ont été démontrées dans la pratique sur un véritable ordinateur quantique.

Le potentiel théoriquement révolutionnaire des ordinateurs quantiques découle de leur capacité à exploiter les étranges propriétés de la mécanique quantique. Ces machines peuvent également accélérer le temps nécessaire à l’exécution de certains calculs qui peuvent être effectués aujourd’hui sur des supercalculateurs, mais qui prennent des heures ou des jours. Afin d’obtenir ces résultats, cependant, il est de la plus haute importance de corriger les erreurs de calcul. En 2019, Google a démontré qu’un ordinateur quantique pouvait effectuer un calcul ésotérique en 200 secondes qui, selon lui, aurait pris plus de 10 000 ans à un supercalculateur traditionnel. À l’avenir, les scientifiques pensent que les ordinateurs quantiques contribueront à rendre la production d’engrais beaucoup plus efficace et durable, ainsi qu’à créer de nouveaux types de matériaux de l’ère spatiale.

C’est pourquoi cela pourrait être si important que Quantinuum vient de dire qu’il a démontré deux méthodes pour effectuer une correction d’erreur en temps réel des calculs exécutés par un ordinateur quantique.

Tony Uttley, directeur des opérations de Quantinuum, affirme que la démonstration de correction d’erreurs est une preuve importante que l’entreprise est en bonne voie pour être en mesure de fournir un « avantage quantique » pour certaines applications commerciales réelles au cours des 18 à 24 prochains mois. Cela signifie que les entreprises seront en mesure d’effectuer certains calculs – éventuellement pour le risque financier ou l’acheminement logistique – beaucoup plus rapidement, et peut-être avec de meilleurs résultats, en utilisant des ordinateurs quantiques pour au moins une partie du calcul qu’en utilisant simplement du matériel informatique standard. “Cela donne une énorme crédibilité à notre feuille de route”, a déclaré Uttley.

Il y a beaucoup d’argent dans la feuille de route de Quantinum. En février dernier, l’actionnaire majoritaire de la société, Honeywell, prévoyait des revenus dans l’avenir de Quantinuum de 2 milliards de dollars d’ici 2026. Cet avenir aurait pu se rapprocher.

Uttley dit qu’aujourd’hui, il existe une grande disparité dans les sommes d’argent que différentes entreprises, même des concurrents directs dans le même secteur, investissent dans l’expertise en informatique quantique et les projets pilotes. La raison, dit-il, est qu’il existe des croyances très différentes quant à la date à laquelle les ordinateurs quantiques seront capables d’exécuter des processus commerciaux clés plus rapidement ou mieux que les méthodes existantes sur des ordinateurs standard. Certaines personnes pensent que cela se produira dans les deux prochaines années. D’autres pensent que ces machines naissantes ne commenceront à réaliser leur potentiel commercial que dans une décennie. Uttley dit qu’il espère que la percée de la correction d’erreurs de cette semaine aidera à faire basculer davantage de clients potentiels de Quantinuum dans le camp de deux ans.

Une opportunité de marché de 2 milliards de dollars

La projection d’Honeywell d’au moins 2 milliards de dollars de revenus provenant de l’informatique quantique d’ici 2026 était une révision, un an plus tôt que prévu. La percée de la correction d’erreurs devrait donner à Honeywell plus de confiance dans cette projection.

Quantinuum est l’un des acteurs les plus importants de l’industrie émergente de l’informatique quantique, Honeywell ayant fait un pari audacieux et jusqu’à présent réussi sur une manière particulière de créer un ordinateur quantique. Cette méthode est basée sur l’utilisation d’électromagnétiques puissants pour piéger et manipuler les ions. D’autres, comme IBM, Google et Rigetti Computing, ont créé des ordinateurs quantiques à l’aide de matériaux supraconducteurs. Microsoft a essayé de créer une variante de cet ordinateur quantique supraconducteur, mais en utilisant une technologie légèrement différente qui serait moins sujette aux erreurs. D’autres encore créent des ordinateurs quantiques utilisant des lasers et des photons. Et certaines entreprises, comme Intel, ont travaillé sur des ordinateurs quantiques où les circuits sont construits à l’aide de semi-conducteurs plus conventionnels.

La capacité d’effectuer une correction d’erreurs en temps réel pourrait être un gros avantage pour Quantinuum et ses ordinateurs quantiques à base d’ions piégés, alors qu’il est en concurrence pour un avantage commercial sur les sociétés d’ordinateurs quantiques concurrentes. Mais Uttley souligne qu’en plus de vendre l’accès à ses propres ordinateurs quantiques à ions piégés via le cloud, Quantinuum aide également les clients à exécuter des algorithmes sur les ordinateurs quantiques supraconducteurs d’IBM. (IBM est également un investisseur dans Quantinuum.)

Différents types d’algorithmes et de calculs peuvent être mieux adaptés à un type d’ordinateur quantique plutôt qu’à un autre. Les ions piégés ont tendance à rester dans un état quantique pendant des périodes de temps relativement longues, le record étant d’une heure. Les circuits supraconducteurs, en revanche, ont tendance à rester dans un état quantique pendant une milliseconde ou moins. Mais cela signifie également qu’il faut beaucoup plus de temps à un ordinateur quantique à ions piégés pour exécuter un calcul qu’à un ordinateur supraconducteur, dit Uttley. Il envisage un avenir de “l’informatique hybride” où différentes parties d’un algorithme sont exécutées sur différentes machines dans le cloud – en partie sur un ordinateur traditionnel, en partie sur un ordinateur quantique à ions piégés et en partie sur un ordinateur quantique supraconducteur.

Dans un ordinateur standard, les informations sont représentées sous une forme binaire, soit un 0 soit un 1, appelé un bit. Les ordinateurs quantiques utilisent les principes de la mécanique quantique pour former leurs circuits, chaque unité du circuit étant appelée un qubit. Les qubits peuvent représenter à la fois 0 et 1 simultanément. Cela signifie que chaque qubit supplémentaire impliqué dans les calculs double la puissance d’un ordinateur quantique. Ce doublement de puissance pour chaque qubit supplémentaire est l’une des raisons pour lesquelles les ordinateurs quantiques seront, en théorie, beaucoup plus puissants que même les plus grands supercalculateurs actuels. Mais cela n’est vrai que si le problème de la correction des erreurs peut être résolu avec succès et si les scientifiques peuvent comprendre comment lier avec succès suffisamment de qubits pour dépasser la puissance des clusters de calcul haute performance standard existants.

Quantinum a démontré deux méthodes différentes de correction d’erreurs, l’une appelée le code à cinq qubits et l’autre appelée le code de Steane. Les deux méthodes utilisent plusieurs qubits physiques pour représenter une partie logique du circuit, certains de ces qubits effectuant réellement le calcul et les autres vérifiant et corrigeant les erreurs dans le calcul. Comme son nom l’indique, le code à cinq qubits utilise cinq qubits, tandis que le code Steane utilise sept qubits. Uttley dit que Quantinuum a découvert que le code Steane fonctionnait « nettement mieux » que le code à cinq qubits.

Cela peut signifier qu’il deviendra la forme dominante de correction d’erreurs, du moins pour les ordinateurs quantiques à ions piégés, à l’avenir.

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