La société d’informatique quantique D-Wave se fixe des objectifs ambitieux pour les prochaines années. Via sa nouvelle feuille de route baptisée Clarity, la société canadienne, qui se présente comme l’un des pionniers de l’informatique quantique, s’est engagée à devenir le premier fournisseur de recycleurs quantiques et d’ordinateurs quantiques de type « gate ». Si elle y parvient, elle pourrait frapper un grand coup sur ce marché d’avenir.
La feuille de route Clarity en dit plus sur l’offre actuelle de D-Wave, qui se limite pour l’heure à des recycleurs quantiques supraconducteurs basés sur le cloud. La société souhaite en effet commencer à inclure un ordinateur quantique supraconducteur à grille, similaire à ceux développés par des géants technologiques comme IBM ou Google, dans les deux prochaines années. D-Wave ambitionne de mettre en ligne les premières unités de traitement quantique (QPU) à grille, ou de type « gate », d’ici à 2024, via son service de cloud quantique.
Le recuit quantique et les ordinateurs quantiques de type « gate » constituent deux approches différentes de l’informatique quantique sur lesquelles planchent actuellement les chercheurs. Il n’est toujours pas certain qu’une méthode soit meilleure que l’autre ; au contraire, celles-ci présentent toutes deux des avantages et des inconvénients qui leur sont propres.
Des modèles encore expérimentaux
Le recuit quantique repose sur des processeurs beaucoup plus faciles à contrôler et à exploiter, pouvant déjà supporter des milliers de qubits pour s’attaquer à des problèmes réalistes plus rapidement que les ordinateurs classiques. Reste que le nombre de problèmes pouvant être traités par les recuits quantiques est limité par la conception même du processeur. Les recycleurs ne sont adaptés qu’à un ensemble spécifique de problèmes d’optimisation, ce qui limite leurs capacités.
En revanche, les ordinateurs quantiques à grille pourraient un jour résoudre un large éventail de problèmes, allant de la simulation de molécules complexes à l’amélioration des modèles de machine learning. La conception des processeurs quantiques de type « gate » est toutefois beaucoup plus complexe que pour ce qui concerne les processeurs de recuit quantique. Les entreprises leaders dans ce domaine, comme IBM, peuvent à peine se vanter d’avoir 100 qubits. Résultat : ces processeurs ne sont pas encore en mesure de résoudre des problèmes de taille significative – même si cela devrait évoluer dans les prochaines années.
Au cours des 15 dernières années, D-Wave s’est fait un nom en construisant des recycleurs quantiques supraconducteurs. Cette méthode a permis à la société d’intégrer un nombre impressionnant de qubits dans ses processeurs quantiques : la dernière technologie de D-Wave, appelée Advantage, compte 5 000 qubits. De quoi permettre aux clients de l’entreprise d’utiliser des ordinateurs quantiques pour résoudre des problèmes commerciaux, alors que les ordinateurs quantiques de type « gate » ne peuvent être utilisés qu’à titre expérimental pour le moment.
Un intérêt partagé
« Nous sommes assez doués pour résoudre les problèmes d’optimisation », estime Alan Baratz, le PDG de D-Wave, interrogé par ZDNet. « Nous l’avons fait dans la planification de nos ressources humaines, de nos processus de fabrication, la logistique d’expédition, et plus encore. Au contact de nos clients, nous voyons toutefois où se trouvent les autres opportunités sur l’informatique quantique que nous ne pouvons pas tout à fait aborder aujourd’hui. »
Pour le dirigeant, les cas d’utilisation de l’optimisation pour lesquels les recycleurs sont les mieux adaptés représentent 30 % du marché global des applications quantiques. Il s’agit d’une part « significative », mais elle est loin de couvrir tout le spectre des applications de cette technologie. C’est ce qui a incité l’entreprise à lancer un programme visant à développer un ordinateur quantique de type « gate model », qui pourrait s’attaquer à un plus large éventail de problèmes – via plus précisément un ordinateur quantique supraconducteur.
Bien que différentes approches existent, comme les ions piégés ou les systèmes photoniques, Alan Baratz explique que les systèmes supraconducteurs étaient le choix le plus logique pour l’entreprise. « Notre investissement de ces dernières années dans les technologies de recuit supraconducteur peut tout à fait être appliqué à un système de type « gate » corrigé des erreurs à l’échelle », explique le patron de la société.
Atteindre 1 121 qubits d’ici à 2023
Pour arriver à ses fins, D-Wave entend utiliser un type de qubit inspiré du recuit différent des qubits transmon utilisés par d’autres ordinateurs quantiques supraconducteurs. Les qubits seront contrôlés de la même manière que ceux du processeur de recuit. De quoi permettre à D-Wave d’atteindre une densité élevée de qubits sur une seule puce, affirme son PDG. Sans s’engager sur des dates précises, la feuille de route de la société partage la progression vers un modèle de porte polyvalent QPU en cinq « phases ».
Celle-ci commence par le développement d’un seul qubit, en utilisant une conception de qubits multicouches et des dispositifs de contrôle sur puce – les meilleures pratiques qui ont également été développées dans les systèmes quantiques de recuit. Un système cible de 60 qubits sera ensuite utilisé pour faire la démonstration d’un qubit logique, avant d’augmenter le nombre de qubits pour atteindre un système de 1 000 qubits qui sera fabriqué sur une seule puce et qui pourra être configuré en quatre qubits logiques corrigés des erreurs.
A titre de comparaison, IBM s’est engagé à construire un processeur quantique supraconducteur de 1 121 qubits d’ici 2023. « Nous sommes encore à quelques années de notre premier système de type « gate » », indique Alan Baratz. « Mais notre objectif est de mettre un petit système corrigé des erreurs entre les mains des utilisateurs. »
Les clients de D-Wave pourront alors utiliser deux méthodes quantiques différentes pour résoudre des problèmes commerciaux spécifiques. Par exemple, une société pharmaceutique pourrait utiliser le processeur quantique de type « gate » pour l’aider à découvrir de nouveaux médicaments – via des simulations poussées – puis passer au recycleur quantique pour assurer l’optimisation des essais sur les patients. En d’autres termes, l’entreprise canadienne se prépare à fournir des services multiplateformes qui pourraient répondre à une variété beaucoup plus grande de besoins des clients.
D-Wave n’oublie pas le recuit quantique
A mesure que les ordinateurs quantiques de type « gate model » deviendront plus performants, il est facile de spéculer que la stratégie de D-Wave pourrait réduire l’intérêt de la société pour les recuits quantiques. Alan Baratz tient toutefois à souligner que les deux approches travailleront conjointement. « Le recuit quantique est vraiment l’approche à utiliser pour résoudre les problèmes d’optimisation. C’est le cheval de bataille quantique pour cela », affirme-t-il.
« Nous continuons à être très concentrés sur l’amélioration des systèmes de recuit dans le futur, en augmentant le nombre de qubits et la connectivité », fait savoir ce dernier.
La feuille de route Clarity de D-Wave, en effet, est également accompagnée d’un chapitre dédié aux « recuits ». L’entreprise a annoncé, conformément à sa promesse de mettre régulièrement à jour ses processeurs de recuit, qu’elle avait amélioré les performances d’Advantage pour permettre aux utilisateurs de résoudre des problèmes plus importants avec une plus grande précision, de meilleurs résultats étant rapportés dans 70 % des cas sur certaines classes de problèmes.
Un nouveau solveur, appelé solveur de modèle quadratique contraint (CQM), a également été publié pour simplifier le processus d’expression d’un problème dans le domaine quantique pour les utilisateurs. La prochaine architecture de recuit de D-Wave, le système quantique Advantage 2, devrait être commercialisée d’ici 2024 avec plus de 7 000 qubits et une connectivité à 20 voies. Cela permettra d’élargir encore la taille des problèmes pouvant être traités par les clients.
Et pour 2025 et au-delà, D-Wave prévoit toujours de se concentrer sur la connectivité et la cohérence des qubits dans ses recycleurs. En parallèle, l’entreprise publiera des outils et de la documentation, comme des exemples de code ou des simulateurs de modèles de portes, afin de préparer les développeurs à faire leurs premiers pas dans l’informatique quantique multiplateforme.
Source : ZDNet.com
