Intel a peut-être fait une grande avancée en matière d’ordinateur quantique. Le célèbre fondeur a présenté une nouvelle puce supraconductrice dotée de 17 qubits, l’un des records actuels, et parfaitement adaptée aux conditions de température (proche du zéro absolu) nécessaires à son fonctionnement. Ces conditions particulières pour que des effets quantiques exploitables apparaissent recentrent en effet la recherche sur le « packaging » de ces puces.





Intel
vient de livrer à son partenaire R&D QuTech un prototype de puce quantique avec 17 qubits, soit autant que la plus puissante des puces quantiques d’IBM. La particularité de ce dispositif, aboutissement de travaux commencés en 2015, ne saute pas forcément aux yeux d’une personne non avertie : c’est son packaging, autrement dit comment les qubits sont protégés du monde extérieur, et des uns des autres et interfacés. Enfonçons une porte grande ouverte : le problème des ordinateurs quantiques, c’est justement leur caractère quantique.

Il faut en effet atteindre des conditions extrêmes pour que des effets quantiques apparaissent, et encore plus extrême pour que ces derniers soient stables. Les leaders en la matière IBM et D-Wave, protègent leurs puces dans d’immenses chambres de confinement avec 16 niveaux de séparation. Des pompes chassent totalement l’air de l’intérieur de l’enceinte, et un système cryogénie très sophistiqué permet d’atteindre des températures de 0,0015 °K.


Intel dévoile un prototype de puce supraconductrice quantique de 17 qubits

C’est très légèrement au-dessus du zéro absolu, et 250 fois plus froid que l’espace profond ! Bien sûr la puce d’Intel a besoin de conditions similaires – le communiqué de la firme parle de 20 millikelvins soit très légèrement plus « chaud » que chez D-Wave. Pour alléger le dispositif, il faut faire en sorte que les bonnes conditions atteignent les bonnes parties de la puce – ce qui reste encore très compliqué. Au delà des conditions, les interférences entre les qubits peuvent perturber la mesure, voire déstabiliser le système.


Enfin il reste justement de nombreux progrès à réaliser pour améliorer l’efficacité de la définition des états du qubit, et la mesure, qui permet de récupérer le résultat. Sans parler de l’efficacité des algorithmes permettant de réaliser des calculs quantiques et en corriger les erreurs. Cette puce de 17 qubits doit donc permettre à Intel (1) d’isoler les qubits les uns des autres en termes d’interférence, (2) de trouver le meilleur packaging possible pour rendre le système cohérent.

Enfin (3) il s’agit d’améliorer l’électronique de contrôle et de mesure et (4) de développer des systèmes de correction d’erreur. Intel s’associe pour cela avec l’entreprise QuTech, elle-même liée à l’université de Delft (Pays-Bas). Au terme de leur développement, Intel et QuTech doivent développer un système complet de calcul, qui pourrait ainsi entrer en concurrence avec les autres leaders du secteur, D-Wave et IBM.

Alors bien sûr, le but de ce nouveau volet de l’informatique n’est pas de remplacer les systèmes conventionnels que nous utilisons de nos jours. Il y a fort à parier que personne n’arrive jamais à faire tourner Doom sur un processeur quantique . Mais ces derniers seront beaucoup plus efficaces, de plusieurs ordres de magnitude, sur des problèmes complexes qui demandent à la fois beaucoup de calcul parallèle, et débouchent sur de multiples solutions optimales.

On peut par exemple citer la logistique, ou l’intelligence artificielle. À cause de leur coût et de la lourdeur des installations, il semble que seule une poignée d’institutions s’équiperont – ces machines seront en fait probablement accessibles au plus grand nombre sans que l’on s’en rende vraiment compte, via des solutions de cloud.