IBM a annoncé une révision de sa feuille de route d’informatique quantique (à l’origine) 2020, mettant l’accent sur la mise à l’échelle de l’informatique quantique en doublant la modularité et la mise en réseau à capacité quantique. À une époque où les retards sont la norme, le réengagement d’IBM dans ses efforts d’informatique quantique instille la confiance dans le choix de l’entreprise en matière de framework, de qubits et de développement de logiciels, et il conduit au soi-disant avantage quantique plus tôt que prévu.
Selon IBM, sa vision révisée de l’informatique quantique se concentrera sur trois piliers cruciaux : un matériel quantique robuste et évolutif de manière modulaire ; le logiciel quantique optimisé requis pour l’exécuter ; et permettre la croissance via des partenariats communautaires et de recherche avec des groupes axés sur le quantique.
La plate-forme Qiskit Runtime de la société, un modèle de programmation qui permet aux chercheurs et aux développeurs de combler le fossé entre les charges de travail classiques et quantiques, est à la pointe de ces efforts. Et il est intéressant de noter qu’IBM s’attend à ce que les applications quantiques restent au stade de prototype jusqu’en 2024 au moins.
« En seulement deux ans, notre équipe a fait des progrès incroyables sur notre feuille de route quantique existante. La mise en œuvre de notre vision nous a donné une visibilité claire sur l’avenir du quantique et sur ce qu’il faudra pour nous amener à l’ère de l’informatique quantique pratique », a déclaré Darío Gil, vice-président senior, directeur de la recherche, IBM. «Avec notre plate-forme Qiskit Runtime et les avancées en matière de matériel, de logiciels et d’objectifs théoriques décrits dans notre feuille de route, nous avons l’intention d’inaugurer une ère de superordinateurs centrés sur le quantum qui ouvriront de vastes et puissants espaces de calcul pour notre communauté de développeurs, nos partenaires et clients.
La feuille de route renouvelée d’IBM introduit un certain nombre de puces informatiques quantiques supplémentaires développées sur la base de cette approche modulaire. Il ajoute des détails là où il n’y en avait pas auparavant, nous présentant les produits 2024 et 2025 qu’IBM s’attend à proposer. Celles-ci entraîneront une augmentation du nombre de qubits bruts, comme prévu. 2024 devrait voir IBM présenter sa plate-forme Flamingo, dotée de plus de 1 386 qubits. Il semble que 2025 soit le moment où les développements de l’informatique quantique pourraient atteindre une masse critique, car c’est à ce moment-là qu’IBM prévoit d’introduire son « Kookaburra » QPU (Quantum Processing Unit), encapsulant plus de 4 158 qubits dans un seul paquet quantique. Pour référence, le QPU actuel d’IBM, Eagle, ne possède que 127 qubits.
La feuille de route d’IBM présente les avantages de l’évolutivité modulaire. Kookaburra semble tripler le nombre de puces quantiques interconnectées, passant de trois puces déployées avec Flamingo aux neuf de Kookaburra. Il est clair qu’IBM ne sait toujours pas où Flamingo se retrouvera dans le royaume du nombre de qubits, mais il semble avoir établi 1 386 qubits comme densité minimale. Les progrès de la correction d’erreurs pourraient s’avérer cruciaux ici, car la réduction du nombre de qubits dans les tâches de correction d’erreurs actives est un moyen infaillible d’augmenter le nombre de « qubits utiles ».
Mais comment cette modularité est-elle obtenue ? IBM doit résoudre au moins trois problèmes. Le premier comprend la construction de systèmes capables de communiquer de manière classique et de paralléliser les opérations sur plusieurs QPU. La société s’attend à ce que ses travaux dans ce domaine apportent des améliorations dans la correction des erreurs tout en accélérant l’orchestration de la charge de travail de l’informatique quantique.
Pour que cela se produise, l’entreprise devra connecter ces QPU et communiquer entre eux. À cette fin, IBM développe des coupleurs au niveau de la puce qui permettent des communications inter-puces à courte portée – essentiellement une approche MCM (module multi-puces) quantique. Tout comme l’approche supposée d’AMD pour sa série Radeon 7000, l’objectif est d’avoir plusieurs puces plus petites et plus faciles à fabriquer fonctionnant en tandem de manière aussi transparente et abstraite que possible. Pourquoi ignorer les leçons tirées des semi-conducteurs classiques ?
Le troisième composant se concentre sur une évolutivité complète en fournissant des liens de communication quantique entre les processeurs quantiques individuels. C’est la technologie qui permettra à IBM de passer d’une seule puce de classe Kookaburra (avec ses neuf QPU de type MCM interconnectés) à une mise à l’échelle au niveau du serveur, en permettant à plusieurs puces Kookaburra d’être reliées entre elles. On ne sait pas actuellement quelles technologies IBM poursuivra dans cette poussée de mise à l’échelle, mais les progrès récents de la photonique quantique les placent comme des candidats probables.
Toutes ces technologies et avancées sont nécessaires si IBM veut atteindre son objectif de 2025 consistant à regrouper plus de 4 000 qubits dans un seul QPU. La société sait qu’elle est dans une course effrénée pour expédier et accaparer le marché de l’informatique quantique avec son approche choisie de l’informatique quantique, et elle a des années de construction d’écosystème derrière elle. IBM cherche d’abord à intégrer ses développements de feuille de route dans son IBM Quantum System Two, qui servira de vitrine matérielle et de terrain d’essai pour la nouvelle technologie.
Reste à savoir si IBM sera capable de franchir la ligne d’arrivée grâce à ses technologies d’informatique quantique. Microsoft suit une voie totalement différente avec sa recherche des célèbres qubits supraconducteurs topologiques, tout comme un certain nombre d’autres sociétés telles que LiteOn, Ampere, Riggeti et IonQ. Et contrairement aux états quantiques superposés, le marché n’admet que des vainqueurs ou des perdants.