De nouveaux réfrigérateurs quantiques cryogéniques modulaires conçus pour connecter des centaines de puces quantiques, IBM franchit une étape décisive vers l’informatique quantique tolérante aux erreurs. Refroidi à une température inférieure à 15 millikelvins, soit plus de 180 fois plus froid que l’espace lointain, ce dispositif marque une avancée importante dans l’ingénierie nécessaire à la conception des futurs ordinateurs quantiques, et s’inscrit dans la feuille de route quantique d’IBM visant à livrer le premier ordinateur quantique tolérant aux erreurs au monde d’ici 2029.
Communiqué – IBM a annoncé avoir réussi à assembler et à refroidir deux modules cryogéniques au sein d’un même environnement. Cette nouvelle architecture est conçue pour évoluer vers le système modulaire, partagé et ultra-froid nécessaire pour connecter des centaines de puces quantiques au sein d’un ordinateur quantique plus puissant, capable de résoudre des problèmes de grande envergure. Son déploiement constitue une étape majeure dans le parcours d’IBM vers la livraison, en 2029, d’IBM Quantum Starling, qui devrait être le premier ordinateur quantique tolérant aux erreurs au monde et qui intégrera les avancées réalisées dans les domaines de la correction d’erreurs, de la conception des processeurs, du décodage et de l’ingénierie des systèmes.
Ensemble, les deux premiers modules opérationnels mesurent plus de 2,4 mètres de hauteur et 2,4 mètres de largeur, et les premiers tests ont démontré qu’ils pouvaient, conjointement, être refroidis jusqu’à 4 kelvins (la température de l’hélium liquide) en moins de 5 jours, pour atteindre peu après une température finale inférieure à 15 millikelvins. L’enceinte sous vide de chaque module offre jusqu’à 12 fois plus d’espace pour le câblage que les systèmes quantiques d’IBM les plus largement utilisés, ce qui permet davantage de connexions entre puces, à la fois au sein d’un même module et entre plusieurs modules.
La nouvelle conception en forme de boîte développée par IBM permet aux modules de s’assembler en rangées serrées et d’exploiter cet espace plus vaste pour relier directement les processeurs quantiques grâce à la technologie « L-coupler » d’IBM. Les L-couplers connectent entre elles des puces quantiques distinctes afin qu’elles puissent partager des informations, communiquer et fonctionner au sein d’un ordinateur quantique plus vaste.
D’ici 2027, la feuille de route quantique d’IBM prévoit d’utiliser des « L-couplers » pour relier plusieurs processeurs au sein d’un ordinateur quantique plus grand, comptant au moins 1 000 qubits programmables, c’est-à-dire des qubits pouvant être directement utilisés pour effectuer des calculs. Dans cette optique, IBM installera des processeurs IBM Quantum Nighthawk dans les modules cryogéniques dans le courant de l’année afin d’étendre les tests de performances en conditions opérationnelles. Au moment de la livraison de Starling, IBM prévoit que chaque module cryogénique abritera des milliers de qubits.
Les projets d’IBM concernant Starling ont été présentés l’année dernière, avec un nouveau code de correction d’erreurs qui réduit considérablement les ressources matérielles nécessaires à la tolérance aux erreurs. Depuis lors, le développement du projet s’est poursuivi comme prévu, avec notamment la démonstration des composants matériels essentiels et des avancées majeures en matière de décodage efficace pour la correction d’erreurs.
« La mise à disposition des entreprises d’ordinateurs quantiques tolérants aux erreurs repose sur plusieurs avancées fondamentales », a déclaré Jay Gambetta, Directeur d’IBM Research et IBM Fellow. « La connexion et le fonctionnement réussis de ces modules cryogéniques marquent une avancée majeure dans cette direction et accéléreront nos progrès, parallèlement à l’innovation continue dans les domaines du matériel, des logiciels et des algorithmes quantiques. »
IBM s’attend à ce que ses modules cryogéniques évolutifs contribuent à accélérer son rythme d’innovation. Par exemple, trois composants essentiels de l’environnement du System Two sont intégrés à cette nouvelle architecture, mais désormais d’une manière qui permet de tester, d’améliorer et de faire évoluer rapidement chaque élément de manière indépendante.
La livraison de ces nouveaux modules quantiques cryogéniques constitue une preuve supplémentaire qu’IBM respecte systématiquement sa feuille de route quantique, franchissant ainsi un nouvel obstacle majeur sur la voie menant à l’informatique quantique tolérante aux erreurs.
