CES 2019 : Est-ce qu'IBM vient de dévoiler le premier ordinateur quantique commercial ?

Technologie : Le système Q System One a une conception modulaire et des composants conçus pour minimiser les interférences. Le plan d'IBM est tout simplement de commencer dès à présent l'utilisation de son centre de calcul quantique.

IBM vient de lancer un système intégré pour l'informatique quantique conçu pour les scientifiques et les entreprises appelé IBM Q System One.

L'ordinateur quantique Q System One d'IBM (oui, ça ressemble surtout à une machine à café).

Le système dévoilé au CES 2019 sera en réalité une réplique du système Q System One. IBM ajoute qu'il ouvrira un Q Quantum Computation Center à Poughkeepsie, New York, cette année. Il reste encore à déterminer combien de systèmes quantiques seront hébergés dans ce centre, a déclaré Bob Sutor, vice-président d'IBM Q Strategy & Ecosystems.

IBM est un des précurseurs de l'informatique quantique. L'informatique quantique promet de faire avancer un tout nouveau paradigme, au-delà des ordinateurs traditionnels. Un des problèmes avec l'informatique quantique c'est qu'elle a besoin de développeurs pour créer des applications qui tournent sur des qubits, un environnement très froid en continu et de nouvelles architectures matérielles.

Ces défis pour l'informatique quantique signifient que son utilisation se fera très probablement par le biais d'un modèle "as a service" ou "cloud". Bien que l'informatique quantique puisse être déployée dans les centres de données d'entreprise à un moment donné, le retour sur investissement serait délicat étant donné l'immaturité du marché. Bob Sutor a noté que "tout est basé sur le cloud jusqu'à présent" quand il s'agit d'informatique quantique.

En effet, IBM a lancé son Q Experience en mai 2016 et 100.000 personnes ont accédé aux systèmes quantiques avec plus de 130 articles de recherche rédigés par des tiers. Le réseau Q Network d'IBM, une plate-forme pour les applications commerciales et scientifiques, a récemment ajouté Argonne National Laboratory, CERN, ExxonMobil, Fermilab et Lawrence Berkeley National Laboratory à sa liste d'utilisateurs.

Et des entreprises comme JP Morgan Chase et Daimler travaillent directement avec les scientifiques d'IBM sur des problèmes et des algorithmes de mise à l'échelle de cette technologie.

IBM travaille sur l'informatique quantique parce qu'elle serait en mesure de résoudre une foule de problèmes complexes pour de multiples industries. Voici en quoi l'informatique quantique et l'informatique classique diffèrent :

   Tout ordinateur classique exploite le comportement naturel des électrons pour produire des résultats conformes à la logique booléenne (pour deux états d'entrée spécifiques, un certain état de sortie). Ici, l'unité de base de la transaction est le chiffre binaire ("bit"), dont l'état est 0 ou 1. Dans un semi-conducteur conventionnel, ces deux états sont représentés par des niveaux de basse et haute tension dans les transistors.
   Dans un ordinateur quantique, la structure est radicalement différente. L'unité de base de son état d'enregistrement est le qubit, qui à un niveau stocke également un état 0 ou 1 (en fait 0 et/ou 1). Au lieu de transistors, l'informatique quantique obtient ses qubits en bombardant les atomes de champs électriques perpendiculaires les uns aux autres, ce qui permet d'aligner les ions mais aussi de les maintenir séparés de manière pratique et équivalente. Lorsque ces ions sont séparés par juste assez d'espace, leurs électrons en orbite deviennent, si vous voulez, les adresses personnelles des qubits.

Le système universel d'informatique quantique d'IBM vise à faciliter l'intégration afin qu'ils puissent s'appliquer à des problèmes business réels. Le plus gros problème auquel IBM essaie de s'attaquer est d'avoir une façon modulaire de mettre à niveau un système quantique. Les composants personnalisés incluent :

   Un matériel conçu pour être suffisamment stable pour fournir des qubits prévisibles.
   Une ingénierie cryogénique pour maintenir les systèmes informatiques quantiques au froid.
   De l'électronique pour contrôler les qubits à l'échelle.
   Un firmware pour l'informatique quantique pour gérer les mises à jour et les temps d'arrêt.

Il est encore tôt dans le développement de l'informatique quantique, mais le Q Quantum Computation Center d'IBM permettra aux entreprises et aux scientifiques d'explorer des applications plus pratiques. Le plus grand avantage est sans doute que Q System One représente un modèle précoce pour l'évolution de l'informatique quantique.

"Nous avons dû créer un nouveau type de système qui contraste avec ce qui ressemble à une expérience scientifique dans l'arrière-salle. Nous avions besoin de quelque chose qui nous permettrait de défendre une utilisation commerciale" dit Bob Sutor.

Construction du IBM Q System One.

Quant à la conception, le Q System One d'IBM se trouve dans un environnement hermétique à l'air, emprisonné dans du verre. IBM a fait appel à un grand nombre de concepteurs, d'architectes et de fabricants pour construire la structure physique. Le système Q System One est conçu pour minimiser les interférences telles que le bruit ambiant, les vibrations, les changements de température et les ondes électromagnétiques.

Q System One est installé dans une caisse de 3 mètres sur 3 en verre borosilicaté, d'une épaisseur d'un peu plus d'un centimètre. Une rotation motorisée de l'engin a été conçue pour simplifier l'entretien et les mises à niveau.

De plus, des cadres indépendants en aluminium et en acier sont utilisés pour découpler le cryostat, l'électronique de commande et le boîtier. Pourquoi ? Les Qubits ne peuvent pas rencontrer d'interférence, sans quoi ils ne fonctionneraient pas.

Le plus grand défi consistait peut-être à créer un système qui pourrait fonctionner en permanence à un niveau proche du zéro absolu sans interférence et être mis à niveau. Par exemple, le remplacement d'une puce qubit prendrait 36 heures pour réchauffer la pièce, remplacer le processeur, puis 36 autres heures pour refroidir à nouveau. "Si vous n'aviez qu'un seul système, 4 jours, c'est long," dit Bob Sutor. "Maintenant, avec le nouveau design, on peut le réduire à quelques heures."

Est-ce que les Q Systems se retrouveront dans votre centre de données ? Probablement pas. Bob Sutor note que les clients dans cette configuration devraient subir des mises à niveau trop souvent car la technologie évolue rapidement. "La technologie évolue si rapidement qu'il n'est peut-être pas logique d'en avoir un sur place avant un certain temps" dit-il.

Article "CES 2019: Did IBM just reveal first commercial quantum computer ?" traduit et adapté par ZDNet.fr