L’informatique quantique continue d’évoluer, certes à un rythme qui n’a encore rien de quantique. D-Wave, l’un des pionniers du secteur, annonce sa nouvelle génération de processeurs quantiques…

Marquant une rupture technologique majeure, l’informatique quantique espère révolutionner bien des recherches fondamentales en permettant de résoudre des problèmes hors de portée des ordinateurs actuels. En informatique quantique, chaque unité élémentaire appelée qbit (ou qubit) n’accepte pas deux valeurs (0 ou 1, comme sur nos ordinateurs classiques) mais une infinité d’états fruit de la superposition de 0 et de 1. Résultat, contrairement à nos ordinateurs actuels, un ordinateur quantique double sa puissance à chaque qbit ajouté ! D’où la course au qbit lancée par les différents acteurs de l’informatique quantique.

Une course aux qubits

Il y a quelques semaines, IBM introduisait son premier ordinateur quantique universel commercial, l’IBM Q System One. Le design est magnifique mais sa puissance prête à sourire lorsque l’on réalise que son encombrement de 2,7 m3 n’héberger que 20 qbits, une puissance de calculs aisément simulable depuis n’importe quel PC portable !
Rappelons d’ailleurs qu’Atos propose désormais des simulateurs quantiques, les Atos Quantum Learning Machine, de 35 qbits.

En matière d’informatique, le véritable pionnier s’appelle D-Wave Systems. Certes sa technologie « adiabatique » est une solution intermédiaire entre l’informatique classique et l’informatique quantique à portes universelles. Néanmoins, ses ordinateurs D-Wave 2, D-Wave 2X, D-Wave 2000Q manipulent bien des qubits et sont longtemps restés (avant l’annonce d’IBM) les seuls ordinateurs quantiques commercialisés sur le marché.

Cette semaine, le constructeur a annoncé sa roadmap pour les deux ans à venir. Son nouveau processeur quantique (QPU), basé sur une architecture dénommée Pegasus, promet une puissance de 5640 qbits et devrait être commercialisé vers le milieu de l’année 2020. La génération précédente, les D-Wave 2000Q introduits en janvier 2017, s’appuyait sur un processeur 2000 qbits dénommé Chimera. Dans Pegasus, chaque qbit est connecté à 15 qbits additionnels, contre 6 sur Chimera, ce qui en théorie devrait permettre de résoudre des problèmes plus complexes en utilisant moins de qbits.

Qubits D-Wave vs Qubits universels

Reste que les qbits des processeurs « à recuit simulé » de D-Wave (Annealling QPUs) ne sont pas directement comparables aux qbits des processeurs à portes universelles (Universal QPUs). Les ordinateurs D-Wave sont limités aux problèmes d’optimisation qui consistent à chercher un minima à une fonction donnée selon des états donnés. Ce type de calculs est moins sensible aux problématiques de bruits et d’erreurs inhérents à l’informatique quantique. D’ailleurs, D-Wave indique ici le nombre de qbits physiques de son processeur et non le nombre de qbits logiques (résultants de l’agglomération de plusieurs qubits physiques pour permettre la mise en œuvre de correction d’erreurs).
Typiquement, les ordinateurs D-Wave peuvent effectivement exécuter un algorithme quantique comme celui de Selby bien plus rapidement qu’un ordinateur classique mais sont dans l’incapacité d’exécuter efficacement d’autres algorithmes quantiques comme celui de Shor par exemple.
Pour chercher une analogie parlante, comparer les qbits D-Wave à ceux des ordinateurs quantiques universels, c’est un peu comme comparer le nombre de cœurs d’un GPU (spécialisés dans une tâche donnée) au nombre de cœurs d’un CPU.