IBM dévoile sa feuille de route pour un ordinateur quantique à grande échelle et tolérant aux pannes

IBM a officiellement présenté son projet ambitieux: l’IBM Quantum Starling, qui vise à créer le premier ordinateur quantique tolérant aux pannes à grande échelle au monde. Ce projet sera développé dans un nouveau centre de données quantiques à Poughkeepsie, New York, et devrait être opérationnel d’ici 2029.

La portée de cette avancée technologique est si grande qu’IBM estime qu’il faudrait la mémoire de plus d’un "quindécillion" (10⁴⁸) des superordinateurs les plus puissants pour représenter l’état computational complet de Starling. Cet ordinateur sera capable d’exécuter 20 000 fois plus d’opérations que les ordinateurs quantiques actuels, ouvrant la voie à l’exploration de la complexité totale des états quantiques, bien au-delà des capacités des systèmes existants.

Un jalon dans la course quantique

L’annonce d’IBM marque une étape clé dans la transition de l’informatique quantique des expériences de laboratoire à des systèmes pratiques et extensibles, ayant un impact réel sur l’industrie. Arvind Krishna, président et PDG d’IBM, a déclaré : "Notre expertise en mathématiques, physique et ingénierie nous permet de préparer le terrain pour un ordinateur quantique à grande échelle et tolérant aux pannes, capable de résoudre des défis concrets et de débloquer d’immenses possibilités pour les entreprises."

Ces systèmes permettront de réaliser des centaines de millions à des milliards d’opérations quantiques, accélérant des processus dans les domaines du développement pharmaceutique, de la découverte de matériaux, de la chimie computationnelle et de l’optimisation industrielle.

Du qubit physique au qubit logique : le défi de la tolérance aux pannes

L’innovation d’IBM repose sur l’architecture de qubits logiques. Un "qubit logique" est une unité d’information quantique mise à l’épreuve des erreurs, constituée de plusieurs qubits physiques qui fonctionnent ensemble. Le défi majeur de l’informatique quantique a toujours été l’instabilité des qubits physiques et l’accumulation d’erreurs ; la tolérance aux pannes implique d’éliminer ces erreurs de manière exponentielle à mesure que le cluster de qubits physiques s’agrandit.

Jusqu’à présent, les codes de correction d’erreurs nécessitaient tant de qubits physiques qu’ils étaient invivables pour les grands systèmes. Toutefois, IBM annonce qu’elle utilisera des codes qLDPC (Quantum Low-Density Parity Check) qui réduisent le nombre de qubits physiques nécessaires de 90 % par rapport à d’autres méthodes. Cela ouvre la voie à des systèmes beaucoup plus efficaces et extensibles.

La feuille de route d’IBM Quantum : du laboratoire à l’industrie

La nouvelle feuille de route d’IBM détaille les jalons technologiques pour atteindre la tolérance aux pannes à grande échelle :

• IBM Quantum Loon (2025) : Testera des composants architecturaux pour les codes qLDPC, y compris des accoupleurs de longue distance dans la puce.

• IBM Quantum Kookaburra (2026) : Premier processeur modulaire d’IBM conçu pour stocker et traiter des informations codées, combinant mémoire et logique quantique.

• IBM Quantum Cockatoo (2027) : Permettra d’entrelacer deux modules Kookaburra, unifiant plusieurs puces quantiques comme nœuds dans un système plus vaste.

Tout cela culminera dans Starling en 2029, capable d’exécuter 100 millions d’opérations quantiques avec 200 qubits logiques. Par la suite, IBM Quantum Blue Jay étendra l’architecture à 2 000 qubits logiques et 1 000 millions d’opérations.

Impact sur l’industrie et futur de l’informatique quantique

Le développement d’ordinateurs quantiques tolérants aux pannes et extensibles promet de transformer des secteurs tels que la santé, la chimie, la banque et la logistique, en résolvant des problèmes impossibles à traiter pour les ordinateurs classiques.

IBM souligne que son approche modulaire et efficace est essentielle pour éviter des infrastructures gigantesques et des coûts prohibitifs, un défi qui a jusqu’à présent freiné le progrès du secteur. Avec Starling, IBM vise à se positionner à la pointe de la course quantique mondiale, établissant un standard technologique et d’infrastructure sans précédent.

Cet annonce souligne également l’engagement d’IBM envers l’informatique quantique comme moteur d’innovation industrielle pour la prochaine décennie, signalant une transition claire de l’expérimentation vers l’adoption commerciale massive.