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IBM dévoile la feuille de route quantique et prévoit une puce de 1 000 qubits d’ici 2023

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IBM est l’une des entreprises qui se disputent une position dans le domaine naissant de l’informatique quantique et la société pense avoir une feuille de route pour développer un ordinateur quantique universel avec jusqu’à 1 000 qubits. Une telle puce serait capable de gérer des charges de travail plus complexes que n’importe quelle puce existante. En outre, IBM affirme que même ce processeur de 1 000 qubits, nommé Quantum Condor, n’est qu’un début, avec des plans à long terme pour une puce qubit « plus d’un million » à un moment indéterminé dans le futur.

Pour construire la puce Quantum Condor et celles qui suivront, IBM investit dans un réfrigérateur à dilution plus grand que tout autre construit précédemment pour gérer le refroidissement. Les réfrigérateurs à dilution sont capables de refroidir des appareils jusqu’à 2 milliKelvin en utilisant des isotopes d’hélium-3 et d’hélium-4. Il existe deux types de réfrigérateurs à dilution – humide et sec – et il semble qu’IBM construise le type sec sur la base de son travail avec des entreprises comme Blufors, spécialisée dans les réfrigérateurs à dilution sans cryogène.

Ce mois-ci, IBM a lancé son système Quantum Hummingbird à 65 qubits, qui offre des fonctionnalités telles que le multiplexage de lecture 8: 1, ce qui signifie que huit signaux qubit sont combinés pour réduire la complexité du câblage et améliorer la mise à l’échelle. La société affirme qu’elle lancera Quantum Eagle l’année prochaine, avec jusqu’à 127 qubits et des innovations, notamment des vias à travers le silicium (TSV) et un câblage à plusieurs niveaux pour prendre en charge la diffusion des signaux de contrôle «classiques» tout en gardant les qubits dans un espace séparé, couche protégée. Quantum Eagle mettra en œuvre une nouvelle topologie qu’IBM appelle « hexagone lourd», et il inclut une forme de protection intégrée contre les erreurs qui, selon IBM, sera essentielle à mesure que le nombre de qubits quantiques dans un système augmente. Vous pouvez en savoir plus sur le concept d’hexagone lourd sur le lien précédent – IBM a publié les informations à ce sujet il y a à peine deux semaines, de sorte que les données sont toujours d’actualité.

Écran IBM Q System One

L’ancien « Q System One » d’IBM, le premier ordinateur quantique commercial basé sur des circuits au monde.

Après Eagle vient l’IBM Osprey de 433 qubits, destiné à 2022. Les avancées d’Osprey ne sont pas bien détaillées, mais le dossier d’IBM États: « Des contrôles et une infrastructure cryogénique plus efficaces et plus denses garantiront que la mise à l’échelle de nos processeurs ne sacrifiera pas les performances de nos qubits individuels, n’introduira pas de nouvelles sources de bruit ou n’occupera pas une empreinte trop importante. » L’implication ici est qu’Osprey augmentera les avancées trouvées dans Eagle, mais se concentrera sur les améliorations qui prennent en charge cette mise à l’échelle plutôt que de mettre en œuvre des changements supplémentaires et radicaux à l’architecture de base.

Cela nous amène à 2023 et à la sortie de l’IBM Quantum Condor, un appareil de 1 123 qubits nommé d’après un énorme oiseau charognard qui urine sur lui-même pour se refroidir. Si IBM prévoit d’introduire une sorte de solution de refroidissement radicale avec le système de 1 123 qubits, la société ne l’a pas encore annoncé, nous supposons donc que le nom a été choisi pour avoir l’air cool plutôt que d’impliquer l’adoption de la méthode choisie par le condor pour le thermique régulation.

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« Nous considérons Condor comme un point d’inflexion, une étape qui marque notre capacité à mettre en œuvre la correction d’erreurs et à faire évoluer nos appareils, tout en étant suffisamment complexe pour explorer les avantages quantiques potentiels – des problèmes que nous pouvons résoudre plus efficacement sur un ordinateur quantique que sur le meilleurs superordinateurs du monde », écrit IBM.

Le clin d’œil à Quantum Advantage est une reconnaissance du fait que les ordinateurs quantiques modernes, bien qu’ils soient théoriquement capables d’exécuter certains calculs des décennies à des millénaires plus rapidement qu’un ordinateur classique, en sont encore à leurs balbutiements. Google a annoncé l’année dernière qu’il avait atteint Quantum Advantage (également connu sous le nom de Quantum Supremacy), mais nous ne l’avons pas encore atteint dans les types de problèmes qui intéressent le plus les scientifiques. Les ordinateurs quantiques sont en train de devenir suffisamment complexes pour un travail utile, et c’est le genre d’objectif à long terme qu’IBM espère atteindre avec ses différents oiseaux quantiques.

IBM conclut son annonce en notant qu’il a construit un réfrigérateur à dilution « Goldeneye » de 10 pieds de haut et de six pieds de large destiné à abriter un jour une machine d’un million de qubits. La société écrit: «En fin de compte, nous envisageons un avenir où les interconnexions quantiques relient des réfrigérateurs à dilution contenant chacun un million de qubits comme l’intranet relie des processeurs de supercalcul, créant un ordinateur quantique massivement parallèle capable de changer le monde.»

Plutôt comme un ordinateur central, pourrait-on dire. Chez IBM, l’avenir peut ressembler énormément à un passé lointain, du moins en ce qui concerne l’informatique centralisée. IBM n’est qu’une entreprise qui se lance dans le quantique – Google, Intel et D-Wave sont tous en concurrence dans cet espace, bien que la machine de D-Wave soit un recuit quantique, pas un ordinateur quantique universel. Si IBM peut respecter son calendrier, nous devrions être en mesure de voir ce que les ordinateurs quantiques peuvent pratiquement réaliser d’ici le milieu des années 2020.

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