Intel dévoile sa seconde génération d’ordinateurs quantiques

Intel dévoile sa seconde génération de processeur pour ordinateur quantique. Baptisée Horse Ridge 2, le petit bout de PCB intègre un nouveau SoC qui simplifie le maintient du système à des températures proches du 0 absolu, tout en intégrant davantage tout le matériel nécessaire près des qubits – un premier pas pour rendre ce type d'ordinateurs viables pour les applications de pointe. 

Intel vient de tenir un événement en streaming “Intel Labs” dans lequel le fondeur dévoile sa prochaine génération d'ordinateurs quantiques, ou plutôt de la puce Horse Ridge II dans laquelle tout se passe. En 2020, l'informatique quantique reste un rêve en passe de devenir réalité.

Des firmes comme IBM proposent déjà d'expérimenter avec l'informatique quantique, à partir de simulations sur des supercalculateurs d'ensembles réduits de qubits, mais pour réellement faire de l'informatique quantique quelque chose à même de changer l'industrie et réellement parler de suprématie quantique (n'en déplaise à Google), il faut des machines capables de fonctionner directement à partir d'un grand nombre de vrais qubits – c'est à dire les bits quantiques.

L'informatique quantique promet une révolution, mais uniquement pour certains types de calculs

Dans un ordinateur classique, toutes les données sont transformées en bits que l'on peut ensuite manipuler en base binaire. Ainsi si l'on prend par exemple l'octet 10100011 on a l'équivalent en base décimale de 163 (2⁷ + 2⁵ + 2¹ + 2⁰). Chaque bit en base binaire est soit 1 soit 0.

L'informatique quantique, elle, utilise des qubits. Autrement dit des bits qui manifestent des propriétés quantiques. A savoir que contrairement à un bit, un qubit peut voir ses états de base superposés. Les états de base des qubit sont appelés ket (ket 0 et ket 1 ou |0> et |1> ). L'état d'un qubit est ainsi une superposition quantique linéaire de ses deux états de base.

Le résultat, ce sont des coefficients complexes pouvant prendre toutes les valeurs possibles à condition de respecter certaines règles. Pour mener un calcul quantique à son terme, il faut détecter des amplitudes de probabilité englobant un facteur de phase relative via des phénomènes d'interférence.

Si vous êtes largué à ce stade pas de panique. Ce qu'il faut comprendre, c'est surtout que le calcul quantique fonctionne très différemment, et qu'il est possible de tirer bien plus d'un qubit que d'un simple bit. Ainsi grâce à l'ordinateur quantique il sera possible d'effectuer des calculs qui prennent normalement un temps impassiblement long en quelques secondes.

Mais il ne s'agit pas de remplacer l'ordinateur tel que nous le connaissons !

Intel dévoile Horse Ridge II : un coeur d'ordinateur quantique plus complexe et intégré

Car l'informatique quantique n'excelle pas dans tous types de calculs. Dans de nombreuses applications, comme la cryptographie, la factorialisation, et les simulations ultra complexes, par exemple à des fins météorologiques, l'informatique quantique promet bien un bond en avant inédit dans nos capacités de calcul. Mais a priori les ordinateurs quantiques ne permettront pas d'accélérer les ordinateurs grand public.

Tout simplement parce que les systèmes d'exploitation actuels et la plupart des programmes ne pourraient pas vraiment l'exploiter. Pour certaines tâches un CPU et/ou un GPU sont de facto bien plus adaptés que même un ordinateur quantique hypothétique à plusieurs milliers de qubits.

Pour ne rien arranger, pour l'instant, les ordinateurs quantiques sont des “usines à gaz“. Et ce n'est presque pas un abus de langage : il faut en effet plonger les qubits dans des cuves remplies de gaz liquide pour maintenir l'ensemble à des températures proches du 0 absolu. Ce qui au demeurant est compliqué par la kyrielle de câbles qui sortent de la cuve pour se connecter aux divers appareils de mesure.

Horse Ridge II délivre ainsi plus de capacité et un plus haut niveau d'intégration pour contrôler l'ordinateur quantique Au coeur du projet, les chercheurs Intel ont conçu un SoC fonctionnant à des températures cryogéniques ce qui simplifie l'électronique de contrôle et les interconnexions requises pour en augmenter l'échelle et contrôler de grands systèmes d'informatique quantique.

Intel est dans la course pour faire partie des premiers à sortir l'ordinateur quantique du laboratoire

Horse Ridge II est ainsi une nouvelle étape avant de mettre plusieurs milliers de qubits sur une même puce, ce qui représente pour l'instant des défis techniques complexes. En développent le Horse Ridge original, Intel a optimisé la technologie de multiplexage qui permet au système de fonctionner même dans des ensembles plus gros et de réduire les erreurs de ‘phase shift'.

Ces erreurs sont le résultat d'un phénomène qui peut survenir lorsque l'on contrôle de nombreux qubits à des fréquences différentes ce qui résulte en une forme de pollution mutuelle entre ces qubits. Avec Horse Ridge II les chercheurs Intel ont ajouté tout près des qubits la possibilité de manipuler et de lire les états tout en contrôlant le potentiel de plusieurs portes requises pour imbriquer dès que nécessaire plusieurs qubits.

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Reste pour Intel à résoudre le défi le plus handicapant pour les ordinateurs quantique : la température. Il restera en effet difficile de populariser la technologie si les coûts d'entrée et de fonctionnement sont trop importants.

Source : Venture Beat