Par défaut, chaque ordinateur quantique sera un hybride qui combine le calcul quantique et classique. Microsoft estime qu’un ordinateur quantique qui sera en mesure d’aider à résoudre certaines des questions les plus urgentes au monde nécessitera au moins un million de qubits stables. Il faudra une énorme puissance de calcul classique – qui n’est vraiment disponible que dans le cloud – pour contrôler une machine comme celle-ci et gérer les algorithmes de correction d’erreurs nécessaires pour la maintenir stable. En effet, Microsoft estime que pour atteindre la tolérance aux pannes nécessaire, un ordinateur quantique devra être intégré à une plate-forme de calcul à l’échelle péta capable de gérer entre 10 et 100 térabits par seconde de données se déplaçant entre la machine quantique et la machine classique. Lors de la réunion de mars de l’American Physical Society à Las Vegas, Microsoft présente aujourd’hui une partie du travail qu’il a accompli pour permettre cela et lancer ce qu’il appelle la fonctionnalité « hybride intégré » dans Azure Quantum.
« Avec cette fonctionnalité hybride intégrée, vous pouvez commencer à utiliser – dans vos applications quantiques – le code classique aux côtés du code quantique », m’a dit Krysta Svore, vice-présidente du développement quantique avancé de Microsoft. «C’est le mélange de ce code classique et quantique qui déverrouille de nouveaux types, de nouveaux styles d’algorithmes quantiques, des prototypes, des sous-routines, si vous voulez, où vous pouvez contrôler ce que vous faites aux qubits sur la base d’informations classiques. C’est une première dans le secteur. »
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Ceci, a-t-elle soutenu, est une étape dans le rapprochement de l’informatique classique et quantique, mais aussi dans l’activation de nouveaux protocoles de correction d’erreurs. Sans cette quantité massive de calculs classiques, il ne sera pas possible, du moins dans un avenir prévisible, de contrôler efficacement une machine quantique.
« On peut dire que le seul endroit où vous pourrez avoir des machines quantiques à grande échelle, l’informatique quantique à grande échelle sera dans un cloud public, car il est essentiel d’avoir ce niveau d’échelle de l’informatique classique intégré à la machine quantique », Svore expliqué. Elle décrit le processus comme une danse, où le calcul classique aide à chorégraphier un million de qubits pour travailler ensemble simultanément, « tous faisant leur petite danse carrée – ou danse hexagonale, quoi qu’il en soit ». Mais pour ce faire, vous devez parler à tous ces qubits simultanément, ce qui nécessite ces énormes besoins en calcul et en bande passante.
Svore soutient également qu’il faut beaucoup de calcul classique pour construire les algorithmes qui sont ensuite envoyés à la machine quantique – ce qui peut alors prendre des semaines pour exécuter un calcul donné (et cette boucle de rétroaction peut également se produire plusieurs fois).
Avec cette nouvelle fonctionnalité hybride intégrée, Microsoft donne aux développeurs – et aux chercheurs – les outils pour voir à quoi ressemble cette combinaison entre quantique et classique dans la pratique. Plus précisément, m’a dit Svore, cela leur permettra d’exécuter une version de l’algorithme d’estimation de phase, par exemple, qui est un algorithme clé de la boîte à outils d’informatique quantique. Les chercheurs pourront bientôt utiliser le matériel Quantinuum disponible dans Azure pour tester cela, puis faire réagir l’ordinateur classique aux données provenant de la machine quantique, par exemple. Jusqu’à présent, une grande partie de cela était théorique, mais il sera désormais possible de le faire en matériel.
Au fil du temps, le rôle de l’informatique classique dans l’activation de l’informatique quantique est devenu plus largement compris dans l’industrie. Microsoft, bien sûr, affirme que son cloud massif lui permettra de fournir le type de puissance de calcul classique nécessaire pour contrôler ces machines. Ce n’est évidemment pas le seul acteur du marché, Amazon, Google, IBM et d’autres pouvant également intégrer des processeurs quantiques dans leurs énormes centres de données.