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Quantique : Microsoft peaufine ses qubits logiques et Quantinuum dévoile sa roadmap

Par Laurent Delattre, publié le 11 septembre 2024

Au travers d’une série d’annonces majeures, Microsoft, Quantinuum et Atom Computing ont dévoilé de nouvelles avancées dans le domaine de l’informatique quantique tout en précisant leurs objectifs à venir pour accélérer l’arrivée des premières applications commerciales.

Chez Microsoft, la priorité ne semble plus être à la concrétisation d’un ordinateur quantique basé sur les encore très mystérieux fermions de Majorana mais plutôt à la mise au point de techniques de fiabilisation des calculs quantiques et la concrétisation de cas d’usage sur son service QaaS, Azure Quantum.
Et dans ces nouvelles quêtes prioritaires, la firme américaine a trouvé du soutien auprès de Quantinuum qui vient de dévoiler sa roadmap quantique jusqu’à 2030 et auprès d’Atom Computing avec lequel il construit la « machine quantique la plus puissante au monde ».

Microsoft franchit une étape avec 12 qubits logiques

En avril dernier, Microsoft, en collaboration avec Quantinuum, annonçait la mise au point d’une nouvelle technique de virtualisation des qubits permettant la création de qubits logiques 800 fois plus fiables. À l’époque, les chercheurs avaient concrétisé 4 qubits logiques « extrêmement » fiables à partir de 30 qubits physiques sur une machine H2 de 56 qubits signée Quantinuum.

Mais les chercheurs n’ont évidemment pas stoppé là leurs efforts. Ils ont continué de peaufiner cette technique et annoncent un nouveau record : ils ont réussi à créer et exploiter 12 qubits logiques avec la plus haute-fidélité jamais enregistrée en optimisant et améliorant leur technique de virtualisation des qubits sur une machine quantique H2 de Quantinuum (disposant de 56 qubits physiques à ions piégés).
« En moins de six mois, nous avons amélioré notre système de virtualisation de qubits au point de tripler le nombre de qubits logiques fiables (utilisables simultanément). De plus, lorsque nous avons intriqué l’ensemble des 12 qubits logiques dans un état complexe nécessaire pour une computation quantique “plus profonde”, ces derniers ont démontré une réduction du taux d’erreur de circuit 22 fois supérieure à celle des qubits physiques correspondants » détaille Jason Zander, EVP Missions et Technologies Stratégiques chez Microsoft.

Alors que Microsoft promet d’intensifier ses efforts pour multiplier à la fois le nombre et la fiabilité de ses qubits logiques virtualisés, son partenaire Quantinuum poursuit ses efforts de développement de machines quantiques plus puissantes et plus fiables.

Quantinuum dévoile sa feuille de route ambitieuse

Ainsi, cette semaine, Quantinuum a présenté sa roadmap visant à atteindre l’informatique quantique universelle et tolérante aux pannes d’ici 2030. Le Dr Rajeeb Hazra, CEO de Quantinuum, estime que son entreprise « est la seule entreprise à disposer d’une voie claire et démontrable pour exploiter l’informatique quantique afin de résoudre des applications scientifiques et commerciales à grande échelle. »
Le genre de phrases que l’on entend aussi des CEO de IonQ et de Rigetti alors que d’autres comme IBM ou Pasqal travaillent sans se gargariser de paroles au même objectif.

Au-delà des paroles, la roadmap de Quantinuum n’est pas dénuée d’intérêt. Le constructeur né de la fusion de Honeywell Quantum Solutions et Cambridge Quantum Computing lève en effet ainsi le voile sur ses trois prochaines générations de machines. Aux générations H1 (20 qubits, en 2020) et H2 (56 qubits, en 2023) succèderont Helios (96 qubits, en 2025), SOL (192 qubits, en 2027) et Apollo (1000 qubits physiques pour des centaines de qubits logiques, en 2029). Une roadmap construite sur les mêmes fondations, à savoir une architecture évolutive QCCD (à charge quantique couplée), des qubits physiques à ions piégés et un ensemble universel de portes quantiques.

« Notre prochain système, Quantinuum Helios, prendra en charge suffisamment de qubits logiques pour débloquer des avancées scientifiques et mathématiques qui dépasseront clairement l’informatique classique » affirme Rajeeb Hazra. « Notre feuille de route trace ensuite une ligne directe vers des centaines de qubits logiques, point auquel l’informatique quantique surpassera l’informatique classique pour aborder un large éventail de problèmes scientifiques dans des domaines tels que la finance, la chimie et la biologie computationnelle ».

Applications concrètes en vue et adoption commerciale accélérée

Par ailleurs, le CEO de Quantinuum affirme que, selon son expérience, il ne fait aucun doute qu’au cours des 18 prochains mois on verra émerger les premières applications quantiques concrètes réellement adaptées aux besoins des entreprises et des gouvernements.

Pour étayer ses affirmations, Microsoft et Quantinuum ont démontré la première simulation chimique de bout en bout utilisant des qubits logiques fiables, combinés à l’IA et au calcul haute performance (HPC).

En outre, les deux partenaires collaborent pour intégrer rapidement le logiciel de chimie quantique InQuanto de Quantinuum avec Azure Quantum Elements de Microsoft (la plateforme cloud de simulations complexes en chimie et science des matériaux) afin d’offrir un service QaaS concret, pratique et surtout accessible afin d’accélérer la recherche pharmaceutique.

Une nouvelle offre commerciale Azure avec Atom Computing

Reste que Microsoft ne met pas tous ses œufs dans un même panier. Non seulement l’éditeur indique avoir porté sa technique de virtualisation des qubits sur l’architecture à ions neutres d’Atom Computing, mais il annonce travailler avec Atom sur une nouvelle offre commerciale hébergée dans Azure Quantum basée sur la seconde génération de machines Atom comportant plus de 1200 qubits physiques. Cette nouvelle offre commerciale va combiner cette nouvelle machine quantique, la technologie de virtualisation des qubits de Microsoft, la plateforme Azure Eléments et même l’IA Copilot !
Malheureusement aucune date de disponibilité n’a pour le moment été précisée.

On retiendra au final un effort marqué pour rapidement imposer une technologie de qubits logiques fiables aisément adaptables à différents types de qubits et pour rapidement proposer des applications quantiques pratiques et accessibles. Les choses s’accélèrent et les cinq prochaines années devraient véritablement voir émerger de premières applications et cas d’usage, hors des labos de recherche.

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