IBM Prévoit de Lancer le Premier Ordinateur Quantique Tolérant aux Fautes en 2029, Capable d'Effectuer 100 Millions d'Opérations

IBM prévoit de lancer la première machine quantique à tolérance de fautes au monde d'ici 2029, capable d'effectuer 100 millions d'opérations. Les travaux de construction des installations nécessaires ont déjà débuté. Dans sa feuille de route technologique 2022, IBM a annoncé le développement de deux processeurs quantiques à forte densité, Crossbill et Flamingo, qui seront déployés en 2024. Crossbill proposera 408 qubits, mettant en œuvre pour la première fois des algorithmes de court-range, tandis que Flamingo disposera de 1 386 qubits, offrant une flexibilité plus importante avec des approches à long-portée. Ces processeurs quantiques jouent un rôle crucial dans la minimisation des erreurs et l'amélioration du temps de calcul, en permettant une augmentation significative de la puissance quantique sans ajouter des contraintes importantes en termes de fabrication. De plus, ils favoriseront l'innovation dans la conception architecturale, renforçant ainsi la vivacité des futures machines quantiques. En 2023, les chercheurs d'IBM ont réalisé une avancée majeure avec le développement d'un nouveau protocole de stockage de l'information quantique basé sur les codes qLDPC (aussi connus comme les codes bipartites auto-duaux ou codes Gross). Ce protocol peut transformer 12 qubits logiques en 144 qubits physiques, avec l'aide de 144 qubits auxiliaires, pour un total de 288 qubits physiques, atteignant ainsi une efficacité de correction d'erreurs comparable à celle des codes de surface, mais avec des avantages matériels substantiels : la densité de qubits needed pour qLDPC est seulement un dixième de celle requise par les codes de surface pour obtenir des performances équivalentes. Les codes de surface ont longtemps été considérés comme la solution implicite pour corriger les erreurs en calcul quantique à grande échelle, en raison de leur capacité à gérer un taux d'erreur élevé et de soutenir la combinaison d'opérations logiques et physiques. La nouvelle approche d'IBM, basée sur ces qLDPC, offre une alternative prometteuse, rendant les processeurs quantiques plus compacts et performants. Dans deux articles publiés récemment, IBM a décrit en détail la structure modulaire de ses futures machines quantiques à tolérance de fautes. L'une de ces publications, basée sur une étude parue en 2024 dans la revue Nature, détaille la mise en œuvre des codes bipartites auto-duaux sur ces plateformes modulaires. Le second article introduit une méthode de décodage innovante, capable de corriger les erreurs de manière efficace et rapide grâce à des circuits FPGA ou ASIC. Neil Gillespie, responsable de la correction d'erreurs chez Riverlane, une entreprise de calcul quantique basée au Royaume-Uni, a commenté cette avancée : "Cela renforce la crédibilité de la méthode de correction d'erreurs d'IBM." Aujourd'hui, IBM est à la pointe de la technologie quantique. La société dispose d'une infrastructure cloud extensive et de plusieurs systèmes quantiques sur place, dont de nombreux appareils équipés de son processeur quantique Heron, comptant 156 qubits. Heron est actuellement le processeur quantique à forte performance d'IBM, utilisé non seulement dans le système IBM Quantum System Two, mais également intégré à divers autres plateformes de calcul quantique. Cette approche progressive et méthodique d'IBM montre sa détermination à continuer de repousser les frontières du calcul quantique, en développant des technologies de plus en plus sophistiquées et performantes. Le lancement d'une machine quantique à tolérance de fautes en 2029 serait une étape majeure vers la réalisation d'applications pratiques de l'informatique quantique dans des domaines variés, allant de la chimie à l'optimisation des systèmes complexes.