Microsoft pourrait proposer son ordinateur quantique dès l’année prochaine. Le géant technologique et Atom Computing viennent de franchir un pas de géant dans l’informatique quantique, en réussissant l’enchevêtrement de 24 qubits logiques et en résolvant le problème de leur instabilité. Les deux entreprises prévoient d’intégrer plus de 1 000 qubits physiques, dès 2025.
Après des années de recherche intensive, l’informatique quantique s’apprête à faire un grand bond en avant. En effet, Microsoft et son partenaire Atom Computing annoncent avoir réalisé l’enchevêtrement de 24 qubits logiques, l’unité de base de l’informatique quantique. Un exploit qui pourrait leur permettre de proposer enfin un ordinateur quantique.
L’ordinateur quantique repose sur une combinaison de qubits logiques et de qubits physiques
Pour comprendre l’ampleur de cette réalisation, il faut donner quelques explications. Dans un ordinateur classique, l’encodage de l’information se fait en bits, une unité qui peut prendre des valeurs de 0 ou de 1. L’ordinateur quantique, lui, comprend des « bits quantiques » ou qubits. Ceux-ci ne prennent pas une valeur définie de 0 ou 1, mais renvoient à un ensemble de probabilités entre le 0, le 1 et les stades intermédiaires.
Il existe des qubits logiques et des qubits physiques. Ces derniers sont constitués d’atomes neutres, dépourvus de charge électrique et maintenus en lévitation par des faisceaux laser ultra-précis. Les qubits logiques -les qubits « utiles » pour les calculs- sont créés en combinant plusieurs qubits physiques. Cette association permet de limiter les erreurs de calcul. Mais, l’assembler et l’animation de nombreux qubits physiques reste compliqué à mettre en œuvre.
Microsoft et Atom Computing ont réalisé l’enchevêtrement de 24 qubits logiques
Or cette manipulation d’atomes à l’échelle microscopique permet d’exploiter les principes de la mécanique quantique pour effectuer des calculs toujours plus complexes et inaccessibles aux ordinateurs traditionnels. Selon certains chercheurs en quantique, il faut une centaine de qubits fiables pour battre un ordinateur classique. Microsoft et Atom Computing ont réalisé l’enchevêtrement de 24 qubits logiques avec un double de qubits physiques.
En plus d’avoir atteint un nombre record de qubits enchevêtrés, les deux entreprises ont réussi à mettre au point un système capable de stabiliser les atomes neutres, connus pour se volatiliser. Elles ont intégré une caméra ultrasensible, qui photographie la position des atomes dans le système pour créer une carte précise de leur emplacement. Le système vérifie ainsi constamment s’ils sont toujours à leur place.
Un ordinateur quantique intégrant plus de 1 000 qubits physiques
Les ingénieurs de Microsoft et Atom Computing ont pu exécuter l’algorithme Bernstein-Vazirani sur 20 qubits logiques, mobilisant 80 qubits physiques. Cet algorithme utilise un seul appel d’une fonction pour déterminer efficacement une chaîne de bits secrète qui s’y cache. Ce qui rend l’ordinateur quantique plus rapide que le classique. Les partenaires prévoient de commercialiser dès 2025 leur machine, qui intégrerait plus de 1 000 qubits physiques. Cette échelle laisse entrevoir des applications révolutionnaires dans des domaines comme la chimie et la science des matériaux.
L’ordinateur quantique n’était pas attendu avant les trois prochaines années
Mais les ordinateurs quantiques prévus arriver sur le marché ne devraient pas être accessibles au grand. Ils se limiteront à l’industrie. Microsoft et Atom Computing prendraient toutefois de court les experts, qui ne s’attendent pas à voir cette innovation se concrétiser avant les trois prochaines années, voir avant 2030, en raison des difficultés techniques. On pense aussi qu’il faudra associer le meilleur de l’informatique quantique à la puissance du cloud pour résoudre certains défis les plus urgents, notamment en matière énergétique ou médicale.
