01/01/2025 Des plateformes de calcul quantique

Le 13 novembre 2024, IBM avait annoncé lors d’une IBM Quantum Developer Conference, que les progrès en hardware et software de l’entreprise lui permettaient d’exécuter des calculs quantiques à des niveaux record de portée, vitesse et fiabilité.

A la suite de cette annonce, les processeurs quantique de IBM dit Heron et Oiskit, les plus performants de ceux dont dispose l’entreprise, sont disponibles désormais dans des centres de calcul quantique ouverts aux universités et entreprises pour leur permette des opérations exigeant une puissance de 5.000 qubits.

Les utilisateurs peuvent désormais expérimenter les possibilités du calcul quantique dans des domaines scientifiques intéressant les matériaux, la chimie, les sciences de la vie, la physique des hautes énergies et autres.

Ceci permettra à IBM et à ses partenaires de généraliser les systèmes quantiques à corrections d’erreur prévus pour 2029. IBM espère atteindre à cette date grâce à ces investissements ce que l’on nomme la suprématie quantique.

On lira à ce sujet un article publié par Nature, dont nous retenons les passages suivants:

  1. nature  
  2. articles  
  3. article
  4. Open acces
  • Published: 14 June 2023
Evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance

Nature volume 618, pages500–505 (2023)

  • Abstract

Quantum computing promises to offer substantial speed-ups over its classical counterpart for certain problems. However, the greatest impediment to realizing its full potential is noise that is inherent to these systems. The widely accepted solution to this challenge is the implementation of fault-tolerant quantum circuits, which is out of reach for current processors. Here we report experiments on a noisy 127-qubit processor and demonstrate the measurement of accurate expectation values for circuit volumes at a scale beyond brute-force classical computation. We argue that this represents evidence for the utility of quantum computing in a pre-fault-tolerant era. These experimental results are enabled by advances in the coherence and calibration of a superconducting processor at this scale and the ability to characterize1 and controllably manipulate noise across such a large device. We establish the accuracy of the measured expectation values by comparing them with the output of exactly verifiable circuits. In the regime of strong entanglement, the quantum computer provides correct results for which leading classical approximations such as pure-state-based 1D (matrix product states, MPS) and 2D (isometric tensor network states, isoTNS) tensor network methods2,3 break down. These experiments demonstrate a foundational tool for the realization of near-term quantum applications4,5.

En France

La nouvelle plateforme nationale de calcul quantique s’inscrit dans la stratégie nationale lancée par le président de la République le 21 janvier 2021 pour l’indépendance et la supériorité stratégiques de la France.

Cette stratégie bénéficie de 1,8 milliard d’euros, dont 1 milliard financé par l’État, notamment via le Programme d’investissements d’avenir (PIA) , pour le développement des technologies quantiques sur la période 2021-2025. Elle a pour objectif de créer 16 000 emplois d’ici à 2030 .

Le calcul quantique s’appuie sur des propriétés de la matière qui n’existent qu’à l’échelle de l’infiniment petit.

À pleine maturité, il permettra d’effectuer des calculs jusqu’à 1 milliard de fois plus vite qu’une technologie de calcul classique, ce qui ouvre la voie à la résolution de problèmes actuellement non solubles dans un temps humain.

Dans les deux prochaines décennies, le quantique enclenchera des révolutions technologiques et des avancées dans de nombreux secteurs d’importance vitale, tant dans le domaine civil que militaire, par exemple pour :

  • l’observation de la Terre et l’anticipation des catastrophes naturelles ;
  • la modélisation d’un agent infectieux et pour de remèdes médicaux adaptés ;
  • une meilleure compréhension de la photosynthèse afin de mieux capturer l’énergie solaire et capter le CO2 atmosphérique.

Avec un premier investissement de 70 M€ pour un objectif total de 170 M€, cette plateforme interconnectera systèmes classiques et ordinateurs quantiques. Ces moyens seront à disposition des laboratoires, des entreprises innovantes et des industriels pour qu’ils développent de nouveaux cas d’usages. Soutenue par l’ INRIA , la plateforme sera hébergée au très grand centre de calcul implanté au CEA DAM du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies renouvelables (CEA).

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