Aujourd’hui, au Forum pour les technologies futures en Russie, le président Vladimir Poutine a été présenté à travers l’état actuel du pays en matière d’informatique quantique – et il pourrait être plus développé que beaucoup ne le croiraient au départ. Rosatom, la société russe d’énergie nucléaire, qui est le principal organisme gouvernemental chargé de coordonner les efforts nationaux en matière d’innovation technologique, a présenté ce qu’elle dit être un ordinateur quantique à base d’ions piégés de 16 qubits. Et selon le propre communiqué de presse de Rosatom à ce sujet, ils ont déjà effectué des calculs utiles de simulation de molécules à ce sujet. On dit que le processeur russe utilise la même technologie de recuit quantique qui s’est avérée extrêmement utile pour les applications militaires.
Il y a pas mal de choses à digérer ici, en supposant que nous n’ayons pas une autre situation « quantique, mais pas vraiment » entre nos mains – une situation qui reflète la récente tentative de l’Iran de mettre en lumière ses capacités de calcul quantique qui, de manière amusante, se sont retournées contre lui. (Peut-être que quelqu’un en Iran aurait dû lire notre article « Qu’est-ce que l’informatique quantique ».)
Développé par l’Institut physique russe Lebedev de l’Académie russe des sciences (LPI) et le Centre quantique russe, l’ordinateur quantique semble utiliser des qubits d’ions piégés avec photonique intégrée – une approche exploitée par des sociétés d’informatique quantique de renom telles que Quantinuum (l’enfant engendré par la fusion de Honeywell et Cambridge Quantum) et IonQ pour atteindre une évolutivité plus élevée du nombre de qubits tout en réduisant l’impact du bruit. En informatique quantique, le bruit fait référence aux changements dans l’environnement des qubits (tels que les vibrations, les interférences électromagnétiques, la température et autres) qui détruisent les capacités de traitement des qubits en effondrant l’enchevêtrement et l’état des qubits (et en tant que tels, les informations qu’ils traitaient aussi).
La poussée de Rosatom pour les avancées quantiques de la Russie a commencé au moins à partir du 7 novembre 2019, lorsqu’elle a lancé le programme russe pour le développement de l’informatique quantique et des solutions algorithmiques. À peine un an plus tard, la Russie a annoncé un investissement d’environ 790 millions de dollars dans les capacités informatiques quantiques du pays, couvrant le financement de la recherche quantique pour les cinq prochaines années. Plus récemment, dès février 2022, ROSATOM a annoncé la création du National Quantum Laboratory (NQL), qui vise à consolider les connaissances quantiques nationales sous un même toit, avec des équipes issues de plusieurs entités publiques et privées à travers la Russie (et certaines contributions de spécialistes étrangers également).
Tous ces travaux, et la démonstration d’ordinateur quantique d’aujourd’hui, ont cependant commencé bien avant 2019. Ilya Semerikov, chercheur au Laboratoire d’optique des systèmes quantiques complexes du LPI, a expliqué que les travaux sur les ions piégés avaient commencé dès 2015. Les efforts de l’équipe ont été justifiés. lorsqu’ils ont construit une horloge quantique pour GLONASS (le système géo-sat russe qui équivaut à notre système de positionnement global (GPS). Cette victoire a conduit Rosatom à inclure la technologie des ions piégés dans sa feuille de route d’informatique quantique comme une technologie possible à exploiter.
« Il y a eu une grande discussion sur l’opportunité d’y inclure notre plate-forme ionique [Rosatom’s quantum plan]. Et je suis reconnaissant à Rosatom, qui a cru en nous à l’époque », a souligné Ilya Semerikov. Selon Rosatom, les scientifiques ont vécu au sein du laboratoire pendant plus de trois ans jusqu’à la livraison d’aujourd’hui. « Notre ordinateur quantique, qui est important, fait déjà des choses utiles – modéliser des molécules et non faire de l’abstraction scientifique », a déclaré Ilya Semerikov.
Rosatom cite une plaisanterie de Vladimir Poutine disant que « l’essentiel est que les participants ne prennent pas leur retraite » (traduction automatique). Alors peut-être que les scientifiques enfermés dans leurs laboratoires pendant la majeure partie de trois ans ne sont pas si inattendus.
Ces sacrifices ont apparemment porté leurs fruits, du moins selon le communiqué de presse de Rosatom. Mais il semble que l’ordinateur quantique présenté par la Russie ne soit pas construit avec le même poids que les unités de traitement quantique (QPU) d’IBM, qui ont déjà atteint un nombre de 127 qubits, bien qu’ils appartiennent à la classe des portes quantiques et des qubits supraconducteurs. Au lieu de cela, il semble que l’ordinateur quantique démontré par Rosatom soit du type à recuit quantique. Ces ordinateurs quantiques n’offrent pas la même flexibilité ou les mêmes performances générales que leurs homologues basés sur des portes, ils ne briseront donc pas l’équation de « l’avantage quantique » de si tôt.
Mais… les systèmes de recuit quantique tels que ceux-ci fournissent déjà des résultats en dehors du laboratoire, car ils sont beaucoup plus faciles à mettre à l’échelle tout en étant extrêmement concentrés sur ce qu’ils tentent de faire : résoudre des problèmes d’optimisation tels que le problème à 3 854 variables de BMW, résolu par QCI (Quantum Computing Inc.) dans un système de recuit quantique.
Le recuit quantique exploite un principe de physique bien connu : les systèmes préfèrent rester dans leur configuration énergétique la plus basse possible. Heureusement, cela correspond parfaitement aux problèmes d’optimisation qui cherchent à trouver la solution optimale parmi une gamme de solutions possibles, comme le meilleure solution est essentiellement celui qui dépense le moins d’énergie. Ici, D-Wave montre sa technologie de recuit quantique pour trouver la meilleure solution militaire pour défendre Honolulu. Le programme a exécuté 67 millions de possibilités et en a exclu soixante-six mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf autres – en à peine 13 secondes.
Les solutions d’optimisation sont le fruit facile du quantum, mais elles sont aussi très précieuses : aucune entreprise, aucun État ou aucune armée ne dirait non à la possibilité d’optimiser l’allocation des ressources, la conception des produits, la logistique et… Eh bien , tout ce qui s’offre à un certain nombre de solutions possibles. Et en raison du nombre de variables, il faudrait à un supercalculateur linéaire standard un temps infiniment long pour les passer au crible.
Ce n’est peut-être pas une coïncidence si l’ordinateur quantique présenté par la Russie (bien qu’il ne possède que 16 qubits) soit du type à recuit quantique. Ce n’est pas seulement le fruit le plus bas (même si l’arbre quantique est trop grand); c’est aussi celui qui permet d’optimiser le plus rapidement les solutions particulièrement efficaces sur le champ de bataille. Compte tenu de la durée, de l’horreur et des dépenses de la guerre russo-ukrainienne (qui n’a pas de fin en vue), la priorité donnée par la Russie aux optimisations ne semble pas si évidente. Est-ce le cas ?