En 2025, IBM développera des supercalculateurs quantiques qui intégreront des processeurs quantiques et classiques et des réseaux de communication travaillant ensemble sans friction. Une révolution dans le domaine informatique équivalente au passage des cartes papier aux systèmes de navigation GPS.
IBM, pionnier dans l’exploration des limites de l’informatique, a élaboré une feuille de route qui promet de révolutionner le paysage technologique mondial : il prévoit de construire cette année des supercalculateurs quantiques intégrant des ressources classiques et quantiques, selon informé le géant de la technologie dans une mise à jour de sa feuille de route technologique.
Avec cette initiative, IBM cherche à résoudre des problèmes qui dépassent les capacités du calcul intensif actuel, qui utilise des processeurs classiques pour effectuer calculs parallèles à grande échelle. L’informatique quantique, qui tire parti des principes de la mécanique quantique tels que la superposition et l’intrication pour traiter les informations de manière exponentielle plus efficacement sur certains problèmes, va désormais s’associer au calcul intensif classique pour augmenter sa capacité à traiter l’information jusqu’à des limites inconnues.
longue route
L’aventure d’IBM dans l’informatique quantique a commencé en 2016, lorsqu’elle a mis le premier ordinateur quantique dans le cloud, démocratisant ainsi l’accès à cette technologie émergente. En 2017, il a lancé Kit Qiskitun kit de développement logiciel open source qui permettait aux développeurs d’expérimenter des algorithmes quantiques. Plus tard, en 2021, cela a marqué une étape importante avec le processeur »Aigle« , le premier à dépasser les 100 qubits, avec un environnement appelé Exécution Qiskit ce qui en 2023 et 2024 a grandement accéléré l’exécution des programmes quantiques.
Cependant, dans sa feuille de route mise à jour pour 2025, IBM a présenté un plan audacieux visant à construire des superordinateurs quantiques combinant sans friction les processeurs classiques et quantiques dans une « structure informatique » capable de résoudre des problèmes impossibles pour les systèmes actuels.
L’évolutivité, la clé
L’évolutivité est présentée comme l’un des principaux défis du développement de l’informatique quantique. À mesure que les problèmes deviennent plus complexes, le nombre de qubits nécessaires pour les résoudre augmente également. Pour résoudre ce problème, IBM a développé une stratégie basée sur architectures modulaires. Par exemple, le processeur «Héron», avec 133 qubits, introduit la communication classique en temps réel entre processeurs. Plus tard, en 2024, le processeur «Flamant», avec 462 qubits, des liens de communication quantiques ajoutés, permettant la connexion de plusieurs puces dans des systèmes de plus de mille qubits.
D’ici 2025, IBM prévoit de lancer le processeur »Kookaburra« , un système multi-puces d’une capacité de 1 386 qubits, qui peut être étendu jusqu’à 4 158 qubits via des liens de communication quantiques. Cette modularité permet non seulement de surmonter les limitations physiques des puces actuelles, mais ouvre également la voie à une nouvelle génération de supercalculateurs.
Innovations en matière de logiciels et de programmation
Le matériel n’est qu’une partie de l’équation. IBM mène une révolution dans la programmation et l’utilisation des systèmes quantiques, ouvrant de nouvelles possibilités aux utilisateurs et aux développeurs. L’un des outils clés est le Qiskit Runtime susmentionné, qui comprend désormais des « circuits dynamiques » capables de modifier les opérations en temps réel. Cela augmente non seulement l’efficacité, mais améliore également la qualité des résultats en réduisant les erreurs.
Une autre avancée est le modèle de programmation »Quantique sans serveur», qui permet aux développeurs de combiner des ressources quantiques et classiques sans se soucier de l’infrastructure sous-jacente. Grâce à cette architecture, IBM facilite des techniques telles que «tricotage en circuit», qui divise les problèmes complexes en tâches plus petites et les intègre ensuite à l’aide de ressources classiques. Ces innovations sont conçues pour permettre aux utilisateurs de se concentrer sur le développement d’applications, sans surmonter les barrières technologiques.
Impact sur la société
Le potentiel des supercalculateurs quantiques est immense. Dans des domaines tels que la chimie, l’intelligence artificielle et l’optimisation, cette technologie pourrait résoudre des problèmes qui défient actuellement même les supercalculateurs les plus avancés. Par exemple, vous pouvez simuler des molécules complexes pour accélérer le développement de médicaments ou concevoir de nouveaux matériaux aux propriétés inédites.
IBM collabore déjà avec un réseau mondial d’entreprises et d’universités pour développer des applications pratiques. De la recherche en chimie quantique à la création de modèles d’apprentissage automatique, l’impact de cette technologie pourrait transformer des industries entières.
Mais il faudra encore quelques années pour démontrer le bon fonctionnement de ces unités modulaires de traitement quantique (QPU), prévient l’entreprise, car leur connectivité et leur synchronisation nécessitent des centaines de composants appelés « coupleurs », dont jusqu’à présent IBM n’a développé que deux genres. De plus, un type de coupleur complètement différent (encore en cours de développement) sera essentiel pour les ordinateurs quantiques entièrement modulaires. Autrement dit, même si l’objectif de 2025 est ambitieux, il reste encore des défis à relever.
Un saut technologique
Cependant, « d’ici 2025, nous aurons éliminé les principaux obstacles à la mise à l’échelle des processeurs quantiques grâce au matériel quantique modulaire, à l’électronique de contrôle et à l’infrastructure cryogénique qui les accompagnent », estime-t-il. Jay Gambettavice-président de la recherche en informatique quantique chez IBM.
Ce qui est vraiment important derrière cette initiative, c’est que la transition vers les supercalculateurs quantiques représente un changement de paradigme comparable à passer des cartes papier aux systèmes de navigation GPSsouligne Gambetta.
Ce parallèle met en évidence la manière dont les progrès de l’informatique quantique redéfiniront la manière dont nous affrontons les défis technologiques et scientifiques. Poursuivant l’exemple, alors que les cartes papier offrent une représentation statique et limitée de la réalité, les systèmes GPS combinent données en temps réel, algorithmes avancés et adaptabilité pour offrir des solutions immédiates et personnalisées. De même, les supercalculateurs quantiques intègrent des ressources classiques et quantiques pour résoudre les problèmes de manière plus dynamique et plus efficace et avec une portée jusqu’ici inimaginable.
Une nouvelle révolution technologique est à portée de main.