Malgré de multiples controverses autours d’elles, l'IA et l'informatique quantique sont censées être les deux principales technologies qui influenceront le plus notre évolution dans les années à venir. Alors que l'IA semble connaître un développement beaucoup plus accéléré grâce à toutes sortes de projets open source, l'expérimentation de l'informatique quantique nécessite un matériel lourd et d'un coût exorbitant. Atom Computing a annoncé le 24 octobre qu’elle avait testé en interne un ordinateur quantique de 1 225 qubits et qu’elle le mettrait à la disposition de ses clients l’année prochaine. Cette entreprise utilise des atomes neutres comme qubits, qui sont stockés dans le spin nucléaire.Les qubits d’atomes neutres sont plus stables que les autres types de qubits, ce qui permet à Atom Computing de construire des systèmes plus grands. Cependant, le taux d’erreur pour les opérations sur les qubits individuels est suffisamment élevé pour qu’il ne soit pas possible d’exécuter un algorithme reposant sur le nombre total de qubits sans qu’il ne tombe en panne à cause d’une erreur. Pour les petits algorithmes, l’entreprise affirme qu’elle exécutera simplement plusieurs instances en parallèle afin d’augmenter les chances d’obtenir la bonne réponse.
En janvier 2022, Atom Computing a reçu un financement de 60 millions de dollars. L'objectif déclaré de l'entreprise était de construire un ordinateur quantique à atomes neutres de deuxième génération, plus grand et piégé optiquement. Aujourd'hui, Atom Computing a atteint cet objectif en annonçant la sortie en 2024 d'un ordinateur quantique à atomes neutres de deuxième génération équipé de 1 225 qubits.
Dans une interview accordée avant la conférence Think de la société, le directeur général Arvind Krishna a déclaré qu'IBM disposerait d'un ordinateur quantique de plus de 4 000 qubits d'ici 2025, ce qui représente un bond par rapport à son matériel actuel de 127 qubits. Arvind Krishna, PDG d'IBM, a déclaré que l'entreprise mettra en vente des milliers d'ordinateurs quantiques au cours des trois prochaines années. Ajoutant que les appareils qui devraient être mis en vente en 2025 auront une puissance de calcul de plus de 4 000 qubits. Pour mettre les choses en perspective, les machines d'aujourd'hui possèdent environ 127 qubits.
« En 1969, les humains ont surmonté des obstacles technologiques sans précédent pour entrer dans l'histoire : nous avons envoyé deux des nôtres sur la Lune et les avons ramenés sains et saufs. Les ordinateurs d'aujourd'hui sont capables de saisir avec précision les moindres détails de notre univers, mais ils ne sont pas à la hauteur », a déclarée IBM.
Atom Computing choisit les atomes neutres comme qubit pour son ordinateur quantique universel
Atom Computing a choisi des atomes neutres comme qubit de choix, contrairement à d’autres entreprises qui travaillent avec des ions. Les qubits d’atomes neutres sont stockés dans le spin nucléaire et sont plus stables que les autres types de qubits, ce qui permet à Atom Computing de construire des systèmes plus grands. Ces systèmes reposent sur un ensemble de lasers qui créent une série d’emplacements énergétiquement favorables aux atomes. L’emplacement des atomes est déterminé par la configuration des lasers, ce qui permet de s’adresser à chacun d’entre eux individuellement.
L’information quantique est stockée dans le spin nucléaire, qui est relativement imperméable à l’environnement. Les atomes neutres conservent souvent leur état pendant des dizaines de secondes, contrairement à d’autres types de qubits qui ont des durées de vie de cohérence d’une fraction de seconde seulement. Comme le spin nucléaire n’interagit pas facilement avec l’environnement, il est possible d’empiler étroitement les atomes, ce qui permet d’obtenir un système relativement dense.
C'est la première fois qu'une entreprise franchit le seuil des 1 000 qubits pour un système universel basé sur une passerelle, dont le lancement est prévu l'année prochaine. Il s'agit d'une étape importante pour l'industrie vers des ordinateurs quantiques tolérants aux pannes, capables de résoudre des problèmes à grande échelle.
Rob Hays, PDG de l'entreprise, a déclaré que la mise à l'échelle rapide est un avantage clé de la technologie unique de réseau atomique d'Atom Computing. « Ce bond d'un ordre de grandeur - de 100 à plus de 1 000 qubits en l'espace d'une génération - montre que nos systèmes de réseaux atomiques gagnent rapidement du terrain sur les modalités de qubits plus matures », a déclaré Hays.
« La mise à l'échelle d'un grand nombre de qubits est essentielle pour l'informatique quantique tolérante aux pannes, et c'est la raison pour laquelle nous nous y sommes intéressés dès le début. Nous travaillons en étroite collaboration avec nos partenaires pour explorer les applications à court terme qui peuvent tirer parti de ces systèmes à plus grande échelle ».
Paul Smith-Goodson, vice-président et analyste principal chez Moor Insights & Strategy, a déclaré que l'étape des plus de 1 000 qubits fait d'Atom Computing un concurrent sérieux dans la course à la construction d'un système tolérant aux pannes. « Il est très impressionnant de constater qu'Atom Computing, qui a été fondée il y a seulement cinq ans, se mesure à des entreprises plus importantes disposant de plus de ressources et qu'elle tient bon », a-t-il déclaré. « L'entreprise s'est concentrée sur la mise à l'échelle de sa technologie de réseau atomique et fait des progrès rapides. »
Les ordinateurs quantiques tolérants aux pannes, capables de surmonter les erreurs de calcul et de fournir des résultats précis, nécessiteront des centaines de milliers, voire des millions, de qubits physiques, ainsi que d'autres capacités essentielles, notamment :
- longs temps de cohérence : l'entreprise a atteint des temps de cohérence record en démontrant que ses qubits peuvent stocker des informations quantiques pendant 40 secondes ;
- mesure en milieu de circuit : atom a démontré sa capacité à mesurer l'état quantique de qubits spécifiques pendant le calcul et à détecter certains types d'erreurs sans perturber les autres qubits ;
- haute fidélité : pouvoir contrôler les qubits de manière cohérente et précise afin de réduire le nombre d'erreurs qui se produisent au cours d'un calcul ;
- correction d'erreurs : capacité à corriger les erreurs en temps réel ;
- Qubits logiques : mise en œuvre d'algorithmes et de contrôles pour combiner un grand nombre de qubits physiques en un "qubit logique" conçu pour produire des résultats corrects même en cas d'erreurs.
Les débuts d'Atom Computing
Atom Computing a été fondée il y a cinq ans par Benjamin Bloom, titulaire d'un doctorat en physique de l'université du Colorado, et Jonathan King, titulaire d'un doctorat en génie chimique de l'université de Californie à Berkeley. Après avoir obtenu un financement de départ de 5 millions de dollars, Bloom et King ont construit le premier ordinateur quantique à qubits à spin nucléaire au monde, créé à partir d'atomes neutres piégés optiquement. Le premier prototype d'Atom Computer, appelé Phoenix, utilisait un réseau 10x10 d'atomes de strontium-87 pour créer 100 qubits.
La machine Phoenix a été développée au siège d'Atom Computing à Berkeley. Depuis sa création, les scientifiques d'Atom Computing ont utilisé Phoenix pour faire progresser les capacités du matériel et des logiciels d'atomes neutres, dont une grande partie est utilisée dans l'ordinateur de dernière génération de l'entreprise. Hays a déclaré qu'Atom Computing continuait à travailler sur ces capacités avec son système de nouvelle génération, ce qui offre de nouvelles opportunités à ses partenaires.
Guenter Klas, responsable du pôle de recherche quantique chez Vodafone, a déclaré : « Nous accueillons favorablement les innovations telles que l'approche de l'atome neutre pour la construction d'ordinateurs quantiques, comme celle d'Atom Computing. En fin de compte, nous voulons que les algorithmes quantiques fassent une différence économique et ouvrent de nouvelles perspectives, et pour cela, du matériel évolutif, une grande fidélité et de longs temps de cohérence sont des ingrédients très prometteurs. »
Tommaso Demarie, PDG d'Entropica Labs, partenaire stratégique d'Atom Computing, a déclaré : « La mise au point d'une technologie quantique de plus de 1 000 qubits est une réussite exceptionnelle pour l'équipe d'Atom Computing et pour l'ensemble du secteur. Avec des capacités de calcul accrues, nous pouvons désormais approfondir le domaine complexe des systèmes de correction d'erreurs, en concevant et en mettant en œuvre des stratégies qui ouvrent la voie à des systèmes d'informatique quantique plus fiables et plus évolutifs. Entropica est enthousiaste à l'idée de collaborer avec Atom Computing pour créer des logiciels qui tirent pleinement parti de leurs ordinateurs quantiques à grande échelle ».
Le prototype Phoenix de 100 qubits d'Atom Computing et sa plateforme de 1 225 qubits de prochaine génération sont des étapes importantes dans la feuille de route qui mène à une machine à tolérance de pannes d'un million de qubits basée sur une porte. Bien que la tolérance aux pannes reste un objectif lointain, des signaux de recherche et des résultats commerciaux montrent que le quantique est sur le point de devenir pratique pour les tâches informatiques du monde réel.
Source : Atom Computing
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Quels sont les domaines d’application potentiels de l’informatique quantique et comment cette technologie pourrait-elle changer le monde ? Quels sont les avantages et les inconvénients de l’utilisation de qubits d’atomes neutres par rapport à d’autres types de qubits ? Quels sont les principaux défis auxquels l’informatique quantique est confrontée et comment ces défis peuvent-ils être surmontés ? Quelles sont les implications éthiques et sociales de l’informatique quantique et comment pouvons-nous nous assurer que cette technologie est utilisée de manière responsable et équitable ?Voir aussi :
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