IBM a dévoilé deux nouvelles unités de traitement quantique (QPU) conçues pour accélérer le chemin vers l’informatique quantique pratique. Ces développements incluent le processeur Nighthawk de 120 qubits, qui offre une augmentation de performances de 30 % par rapport aux modèles précédents, et le processeur Loon de 112 qubits, conçu comme un modèle pour le calcul quantique entièrement tolérant aux pannes.
Mise à l’échelle des performances avec Nighthawk
Le processeur Nighthawk améliore la connectivité des qubits grâce à des coupleurs réglables améliorés, permettant à chacun de ses 120 qubits de se connecter à quatre voisins. Cette architecture prend en charge les calculs quantiques nécessitant jusqu’à 5 000 portes à deux qubits, opérations fondamentales en informatique quantique. IBM vise à faire évoluer Nighthawk jusqu’à 7 500 et 10 000 portes d’ici 2026 et 2027, respectivement, avec un objectif à long terme de 15 000 portes sur un système de 1 000 qubits d’ici 2028.
La poursuite de la tolérance aux pannes avec Loon
Même si le nombre de qubits est important, le véritable défi consiste à atténuer les erreurs. Le processeur Loon se concentre sur cela en intégrant tous les composants matériels nécessaires à l’informatique quantique tolérante aux pannes. Cela signifie que le processeur est conçu pour détecter et corriger automatiquement les erreurs en temps réel, une étape cruciale vers un calcul quantique fiable.
Pourquoi la correction des erreurs est importante
Les ordinateurs quantiques sont intrinsèquement instables et leurs qubits sont sujets aux erreurs. Le processeur Loon résout ce problème en intégrant des technologies de correction d’erreur quantique (QEC). L’objectif de la QEC n’est pas de fabriquer de plus gros processeurs ; il s’agit de fabriquer des processeurs plus fiables. La puce Condor de 1 000 qubits d’IBM, bien que grande, était moins prometteuse que son homologue Eagle de 127 qubits en raison du taux d’erreur plus faible de cette dernière.
Nouvelles technologies dans les processeurs
Le CTO d’IBM, Oliver Dial, a souligné plusieurs nouvelles fonctionnalités des processeurs : des connexions de qubits à six voies (permettant à chaque qubit de se connecter avec jusqu’à six voisins), des couches de routage accrues, des coupleurs plus longs et des « gadgets de réinitialisation » pour ramener les qubits à leur état fondamental. Ces technologies sont testées ensemble pour la première fois sur le processeur Loon de 112 qubits.
Conception modulaire et processeur Kookaburra
IBM développe également le processeur Kookaburra, attendu pour 2026. Il s’agira du premier QPU de conception modulaire, combinant opérations logiques et stockage mémoire. La conception modulaire permet des systèmes quantiques plus évolutifs et plus fiables.
Suivi de l’avantage quantique
IBM a mis en place un outil de suivi des avantages quantiques pour mesurer quand les ordinateurs quantiques peuvent résoudre des problèmes dépassant les capacités des superordinateurs classiques. Le tracker comprend trois défis initiaux : les estimations observables, les problèmes variationnels et les problèmes classiquement vérifiables.
Avancées dans la fabrication de plaquettes
IBM passe également à la fabrication de tranches de 300 mm (12 pouces). Ce nouveau format réduit de moitié le temps de construction du processeur et multiplie par dix la complexité des puces. Le processus consiste à découper des cylindres de silicium en disques minces, à concevoir des circuits avec un logiciel, à graver des circuits, à déposer des métaux, à traiter des tranches et à superposer/connecter des puces.
Conclusion : Les derniers processeurs quantiques d’IBM, Nighthawk et Loon, représentent des avancées significatives vers l’informatique quantique pratique. L’accent mis à la fois sur l’évolutivité des performances et la correction des erreurs, combiné aux progrès dans la fabrication de plaquettes, positionne IBM comme un leader dans la course à l’avantage quantique et à la construction d’ordinateurs quantiques tolérants aux pannes d’ici 2029.
