C’est simple, compliqué et les deux à la fois
Mercredi 11 novembre, IBM a publié plusieurs papiers sur l’avancement de ses travaux autour des ordinateurs quantiques. Il s’agit bien de ses machines, au pluriel, car le fabricant court plusieurs lièvres à la fois avec Nighthawk et Starling.
Dans le monde des machines quantiques, il y a deux approches : un qubit de travail peut être soit un qubit physique, soit un regroupement de plusieurs qubits physiques. C’est une manière simpliste de présenter les choses, mais vous avez les bases.
Dans le premier cas, il faut gérer les erreurs quantiques (liées aux propriétés physiques) avec généralement une profondeur de calculs limitée (le nombre d’opérations, pour simplifier). Dans le second cas, l’assemblage de qubits physiques permet nativement de réduire les erreurs et donc de proposer des calculs plus longs.
Les deux ont leurs avantages et inconvénients. Plus de qubits, ce sont plus de traitements en parallèle ; plus de profondeur, ce sont des algorithmes plus complexes. Depuis des années, IBM suit les deux pistes, avec des annonces pour les deux branches cette semaine.
D’abord, la présentation d’une nouvelle puce Nighthawk r3 (troisième génération) prévue pour 2027. Elle dispose de 520 qubits physiques, qui ne sont pas regroupés pour former des qubits logiques. Les opérations peuvent donc se faire sur les 520 qubits à la fois, permettant de simuler un système plus grand (en tout plus qu’avec quelques dizaines de qubits logiques), mais sur une petite profondeur algorithmique.
Nighthawk r1 à r4 : de 120 à 520 qubits, une réorganisation récente
IBM affirme en effet que son processeur Nighthawk r3 peut exécuter 10 000 opérations quantiques. Ce n’est pas une limite arbitraire, elle est liée au « bruit » des qubits, leur taux d’erreur plus exactement. Plus les opérations sont nombreuses plus le taux d’erreur augmente. Dans le cas présent, on peut estimer qu’il devient compliqué de séparer les bonnes informations du bruit ambiant après 10 000 opérations, puisque c’est le limite annoncée par IBM.
