Microsoft présente une feuille de route pour le supercalcul quantique

Un supercalculateur quantique tolérant aux pannes est un pas de plus selon Microsoft. Une nouvelle feuille de route de l’équipe Microsoft Azure Quantum décrit les six étapes nécessaires pour atteindre l’objectif de créer une machine capable de résoudre certains des problèmes les plus complexes au monde. Microsoft a également dévoilé un « copilote quantique » et des « éléments quantiques », un produit qui intègre le HPC, l’intelligence artificielle et le quantique pour accélérer la découverte scientifique.

La feuille de route s’appuie sur la première création de qubits topologiques l’année dernière. Ceux-ci sont considérés comme une exigence pour les véritables ordinateurs quantiques tolérants aux pannes, car ils sont moins sensibles au bruit et aux erreurs que les autres formes de qubits. Microsoft affirme utiliser des particules connues sous le nom d’états topologiques de Majorana pour former la base de ses qubits. « C’est comme inventer de l’acier, déclencher la révolution industrielle », déclare Krysta Svore, vice-présidente du développement quantique avancé de Microsoft.

Microsoft affirme que les qubits logiques, composés de nombreux qubits physiques, sont nécessaires pour un véritable supercalculateur quantique. Plus les qubits avec lesquels vous commencez sont stables, plus il est facile de passer à des niveaux de supercalculateurs où vous avez besoin de moins de qubits physiques par qubit logique. La société affirme avoir essayé toutes les formes de qubits, y compris spin, send, gatimon et autres, mais aucune n’a été mesurée efficacement.

Ses ingénieurs ont jugé nécessaire de disposer d’un supercalculateur quantique stable et évolutif avec des « qubits topologiques ». Pour y parvenir, il fallait une percée en physique qui avait échappé aux scientifiques pendant près d’un siècle. Microsoft y est parvenu l’année dernière en créant de la matière et en la manipulant dans un état topologique. Dans ce cas, les qubits peuvent être manipulés plus facilement, sont plus stables et ont une empreinte plus petite permettant une plus grande échelle.

La prochaine étape de Microsoft sur la voie d’un supercalculateur quantique consiste à créer des « qubits protégés par le matériel », également appelés qubits topologiques, dotés d’une protection intégrée contre les erreurs et pouvant évoluer pour prendre en charge des qubits fiables. Chacun de ces qubits doit être inférieur à 10 microns pour tenir un million sur une puce de la taille d’une carte de crédit et être entièrement gérable.

D’autres étapes comprennent l’amélioration de la qualité de ces qubits protégés par le matériel pour permettre l’intrication et réduire les taux d’erreur. Ensuite, le nombre de qubits doit être augmenté et assemblé dans un QPU programmable. Les dernières étapes consistent à travailler sur la flexibilité et à évoluer vers ce que Microsoft appelle rQOPS, une nouvelle métrique permettant de suivre des opérations quantiques fiables par seconde.

Il n’y a pas de calendrier sur la date à laquelle cela sera réalisé, mais Microsoft Azure dit qu’il s’attend à ce que l’ensemble de la feuille de route soit achevée dans « des années, pas des décennies », afin que nous puissions la voir être lancée avant la fin de cette décennie.

Microsoft Quantum Elements : trois étapes de l’évolution quantique

Microsoft divise l’ère quantique en trois phases, en commençant par l’actuel NISQ, ou phase bruyante des ordinateurs quantiques sujets aux erreurs et à petite échelle. « La percée finale viendra lorsque les institutions seront en mesure de concevoir avec précision de nouveaux produits chimiques et matériaux à l’aide d’un supercalculateur quantique », déclare la société. Pour y arriver, l’industrie suivra une voie similaire à la voie de développement des supercalculateurs classiques, passant des tubes à vide aux transistors, puis aux circuits intégrés à grande échelle.

READ  Responsable du développement durable chez LinkedIn sur le lancement de "Superpowers"

contenus de nos partenaires

La prochaine étape est la flexibilité, où les systèmes quantiques commencent à fonctionner sur des qubits logiques suffisamment fiables et stables pour effectuer de vrais calculs. Lorsque cela sera déterminé, le niveau final commencera lorsque les supercalculateurs quantiques évolueront à un niveau et des capacités impossibles avec les supercalculateurs classiques actuels ou futurs.

L’objectif est de « presser les 250 prochaines années de progrès en chimie et en science des matériaux dans les 25 prochaines années », a déclaré le PDG de Microsoft, Satya Nadella, faisant allusion à la quantité de puissance de calcul possible avec un supercalculateur quantique. Une partie de cela passera par l’annonce d’Azure Quantum Elements, une combinaison d’informatique quantique, d’intelligence artificielle et de calcul haute performance pour accélérer la recherche scientifique.

Selon Azure, cela permet aux développeurs et aux scientifiques de réduire le temps de recherche et de développement et de se préparer à l’informatique quantique étendue. Il affirme que certains clients voient une simulation chimique particulière s’accélérer de 500 000 fois – mettant une pression générale sur l’informatique en une minute.

L’intelligence artificielle et le quantique sont étroitement liés

« La chimie est dans tout », a déclaré Ansgar Schaefer, vice-président de BASF, l’un des premiers utilisateurs d’éléments quantiques. Schäfer dirige la recherche en chimie quantique de l’entreprise et a déclaré : « Pour pouvoir améliorer les produits et les processus, il s’agit vraiment de comprendre la chimie qui les sous-tend à un niveau microscopique. Plus le défi est complexe, plus la puissance de calcul requise est importante. » [Azure Quantum Elements] C’est un outil qui nous donne la capacité supplémentaire nécessaire pour aider à développer des méthodes de recherche entièrement nouvelles et à augmenter l’efficacité et la vitesse de développement.  »

Quantum Elements intègre des modèles de chimie Microsoft AI et les exécute dans un environnement quantique hybride/HPC. Il peut également être dirigé à l’aide de Copilot, l’outil d’intelligence artificielle en langage naturel Core Model de Microsoft.

Copilot a déjà été lancé dans la famille de produits Microsoft, notamment Windows, GitHub et Microsoft 365. « Le copilote Azure Quantum aide les scientifiques à utiliser le langage naturel pour réfléchir à des problèmes complexes de chimie et de matériaux », a expliqué la société.

Lire la suite : La machine quantique d’IBM surpasse les supercalculateurs