La réalisation de l'entreprise est susceptible d'accélérer l'adoption commerciale des ordinateurs quantiques.
Quantinuum, la société d'informatique quantique issue de Honeywell, a déclaré cette semaine qu'elle avait réalisé une percée technologique qui devrait contribuer à accélérer l'adoption commerciale des ordinateurs quantiques.
Il s'agit de la correction des erreurs en temps réel.
L'un des principaux 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 entraîne 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 des circuits quantiques pour vérifier et corriger les erreurs en temps réel. Jusqu'à présent, si les scientifiques ont théorisé des moyens de réaliser ce type de correction d'erreurs en temps réel, peu de ces méthodes ont été démontrées en pratique sur un véritable ordinateur quantique.
Le potentiel des ordinateurs quantiques, qui pourrait théoriquement changer la donne, découle de leur capacité à exploiter les propriétés étranges de la mécanique quantique. Ces machines pourraient également accélérer le temps nécessaire à l'exécution de certains calculs qui peuvent être effectués aujourd'hui sur des superordinateurs, mais qui prennent des heures ou des jours. Pour obtenir ces résultats, cependant, il est primordial d'aplanir les erreurs de calcul. En 2019, Google a démontré qu'un ordinateur quantique pouvait effectuer en 200 secondes un calcul ésotérique qui, selon ses estimations, aurait pris plus de 10 000 ans à un superordinateur traditionnel. À l'avenir, les scientifiques pensent que les ordinateurs quantiques permettront de rendre la production d'engrais beaucoup plus efficace et durable, ainsi que de créer de nouveaux types de matériaux de l'ère spatiale.
C'est pourquoi le fait que Quantinuum vienne d'annoncer qu'elle a fait la démonstration de deux méthodes permettant de corriger en temps réel les erreurs de calcul d'un ordinateur quantique pourrait constituer un événement majeur.
Tony Uttley, directeur de l'exploitation de Quantinuum, affirme que la démonstration de la correction d'erreurs est une preuve importante que l'entreprise est en passe de fournir un "avantage quantique" pour certaines applications commerciales réelles dans les 18 à 24 prochains mois. Cela signifie que les entreprises seront en mesure d'effectuer certains calculs - par exemple 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 confère une grande crédibilité à notre feuille de route", a déclaré M. Utley.
La feuille de route de Quantinuum est pleine d'argent. En février dernier, l'actionnaire majoritaire de l'entreprise, Honeywell, prévoyait pour Quantinuum un chiffre d'affaires de 2 milliards de dollars d'ici 2026. Cet avenir pourrait bien s'être rapproché.
Selon M. Utley, il existe aujourd'hui une grande disparité dans les sommes que différentes entreprises, même des concurrents directs dans le même secteur, investissent dans l'expertise et les projets pilotes en matière d'informatique quantique. La raison en est, selon lui, que les avis divergent 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. Certains 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. M. Utley espère que la percée de cette semaine dans le domaine de la correction des erreurs fera pencher davantage de clients potentiels de Quantinuum vers le camp des deux ans.
Un marché de 2 milliards de dollars
La prévision d'Honeywell d'un revenu d'au moins 2 milliards de dollars provenant de l'informatique quantique d'ici 2026 a été révisée - un an plus tôt que ce qu'elle avait précédemment 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 du secteur émergent de l'informatique quantique, Honeywell ayant fait un pari audacieux et jusqu'à présent réussi sur une méthode particulière de création d'un ordinateur quantique. Cette méthode repose sur l'utilisation de puissants électro-aimants pour piéger et manipuler les ions. D'autres, comme IBM, Google et Rigetti Computing, ont créé des ordinateurs quantiques en utilisant des matériaux supraconducteurs. Microsoft a essayé de créer une variante de cet ordinateur quantique à base de supraconducteurs, mais en utilisant une technologie légèrement différente qui serait moins sujette aux erreurs. D'autres encore créent des ordinateurs quantiques à l'aide de lasers et de photons. Et certaines entreprises, comme Intel, travaillent sur des ordinateurs quantiques dont les circuits sont construits à l'aide de semi-conducteurs plus conventionnels.
La possibilité d'effectuer une correction d'erreurs en temps réel pourrait constituer un avantage considérable pour Quantinuum et ses ordinateurs quantiques à base d'ions piégés, dans sa lutte pour obtenir un avantage commercial sur les entreprises concurrentes spécialisées dans les ordinateurs quantiques. Mais Utley souligne qu'en plus de vendre l'accès à ses propres ordinateurs quantiques à ions piégés via le cloud, Quantinuum aide également ses 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 relativement longues, le record étant d'une heure. Les circuits supraconducteurs, quant à eux, 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 effectuer un calcul qu'à un ordinateur supraconducteur, explique Utley. Il envisage un avenir de "calcul hybride" où différentes parties d'un algorithme sont exécutées sur différentes machines dans le nuage - 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, l'information est représentée sous une forme binaire, soit un 0 ou un 1, appelé bit. Un ordinateur quantique utilise les principes de la mécanique quantique pour former ses 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 l'exécution des calculs double la puissance d'un ordinateur quantique. Ce doublement de la puissance pour chaque qubit supplémentaire est l'une des raisons pour lesquelles les ordinateurs quantiques seront, en théorie, bien plus puissants que les plus grands superordinateurs actuels. Mais cela n'est vrai que si le problème de la correction des erreurs peut être résolu et si les scientifiques parviennent à relier suffisamment de qubits entre eux pour dépasser la puissance des grappes de calcul haute performance standard existantes.
Quantinuum a fait la démonstration de deux méthodes de correction d'erreurs différentes, l'une appelée le code à cinq qubits et l'autre le code Steane. Ces 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 de calcul. Comme son nom l'indique, le code à cinq qubits utilise cinq qubits, tandis que le code de Steane utilise sept qubits. Selon Utley, Quantinuum a découvert que le code Steane fonctionnait "nettement mieux" que le code à cinq qubits.
Cela pourrait signifier qu'elle deviendra la forme dominante de correction d'erreurs, du moins pour les ordinateurs quantiques à ions piégés, à l'avenir.