Une unité de traitement quantique (QPU) développée par Xanadu, basée à Toronto, au Canada, a outrageusement surpassé un système classique (s’ouvre dans un nouvel onglet) dans une tâche informatique. Nous disons outrageusement parce que c’est l’un des rares adjectifs qui résume la différence de performance entre les deux systèmes : le QPU, nommé Boréalisa terminé la tâche de calcul portant sur l’échantillonnage boson gaussien (GBS) en seulement 36 microsecondes. Selon l’article publié dans La nature (s’ouvre dans un nouvel onglet)les algorithmes et les supercalculateurs d’aujourd’hui – les systèmes informatiques classiques les plus performants – prendraient une échelle inhumaine de 9 000 ans pour accomplir la même tâche. Néanmoins, il suffit à l’équipe de revendiquer l’avantage quantique tant convoité (s’ouvre dans un nouvel onglet) Badge de l’honneur.
Rappelez-vous que l’unité de base du calcul quantique, le qubit, peut représenter simultanément 0 ou 1. Les performances supérieures d’ordres de grandeur dans des tâches spécifiques par rapport à leurs homologues classiques proviennent d’ordinateurs quantiques qui ne fonctionnent pas sur des méthodes de calcul exactes. Au lieu de cela, ils décrivent comment probable une solution est – avant de faire une mesure.
Malheureusement, la charge de travail GBS n’a aucune utilité pratique ; c’est l’une des références possibles pour tester les performances des solutions de traitement quantique par rapport aux ordinateurs classiques, un espace qui regorge encore de tentatives de normalisation de référence d’acteurs tels qu’IBM.
Boréalis de Xanadu (s’ouvre dans un nouvel onglet) s’appuie sur le domaine de plus en plus pertinent de la photonique appliquée à l’informatique. Des puces informatiques quantiques spécifiques utilisent des qubits issus de points quantiques en silicium, de supraconducteurs topologiques, d’ions piégés et d’autres technologies, certaines utilisant déjà la photonique comme mécanismes de mise à l’échelle pour créer des QPU interconnectés. Boréalis QPU est entièrement basé sur la photonique, débloquant des opérations à la vitesse de la lumière grâce à ses qubits à base de photons. Les chercheurs s’attendent à ce que les solutions d’informatique quantique basées sur la photonique fournissent finalement le moyen le plus efficace d’augmenter les performances des ordinateurs quantiques. Cela est principalement dû aux avantages du multiplexage dans le domaine temporel, qui permet à plusieurs flux de données indépendants de voyager simultanément masqués sous la forme d’un signal unique plus complexe.
Les chercheurs ont réussi à presser jusqu’à 219 qubits à base de photons sur le Boréalis QPU – bien que la nature programmable des portes signifie que ce nombre n’est pas fixe et que le nombre actif moyen de photons était de 129. C’est toujours plus que l’actuel d’IBM Aigle QPU, qui comporte 127 qubits – mais la feuille de route de l’entreprise prévoit d’introduire son Balbuzard QPU, qui contient jusqu’à 433 qubits transmons supraconducteurs d’IBM, plus tard cette année.
Un autre élément qui a permis d’augmenter les performances quantiques de Xanadu Boréalis est que les chercheurs ont conçu leur système avec une programmabilité dynamique sur toutes les portes quantiques implémentées. Ce circuit de base permet d’effectuer des opérations quantiques, en utilisant un nombre variable de qubits. L’aspect programmable des portes quantiques de Borealis débloque ainsi une architecture de type FPGA que l’on peut reconfigurer en fonction de la tâche.
Les chercheurs se sont en outre assurés que les solutions calculées à la tâche GBS étaient correctes, ce qui devrait régler le débat sur l’obtention ou non d’un avantage quantique. Xanadu est désormais amené à poursuivre le développement de sa solution, présentant des résultats très prometteurs.
En fin de compte, ils devront également convertir Boréalis dans une solution disponible dans le commerce. Cependant, les chercheurs peuvent déjà tester le QPU via le cloud de Xanadu et Amazon Braket. Mais les résultats sont de bon augure non seulement pour l’avenir de la photonique, mais aussi pour l’informatique quantique basée sur la photonique et devraient être l’une des technologies à examiner jusqu’à l’explosion anticipée des capacités d’informatique quantique actuellement attendue d’ici 2030.