Pour la plupart d’entre nous, le réfrigérateur est l’endroit où nous conservons nos produits laitiers, notre viande et nos légumes. Pour Ilana Wisby, PDG d’Oxford Quantum Circuits (OQC), la réfrigération signifie tout autre chose.
Sa société, exploitant du seul ordinateur quantique disponible sur le marché au Royaume-Uni, a récemment annoncé un nouveau partenariat avec Oxford Instruments Nanoscience, un fabricant de réfrigérateurs à très basse température.
Selon l’accord, OQC sera le premier à déployer le nouveau cryo-réfrigérateur Proteox, qui atteint des températures aussi basses que 5 à 8 millikelvin (environ -273 ° C / -460 ° F), nettement plus froides que l’espace.
Selon Wisby, l’arrivée de nouveaux réfrigérateurs puissants permettra à des organisations comme la sienne de porter l’informatique quantique à de nouveaux sommets, en améliorant la «qualité» des bits quantiques supraconducteurs (qubits).
«Les effets quantiques ne se produisent que dans des environnements à très faible consommation d’énergie, et l’énergie est la température. En fin de compte, nous devons être à des températures incroyablement basses, car nous travaillons à des niveaux d’électrons à un chiffre », a-t-elle expliqué.
«Un qubit est un circuit électronique en aluminium, construit avec un morceau de silicium, que nous refroidissons jusqu’à ce qu’il devienne supraconducteur, puis jusqu’à ce que des effets d’électrons uniques se produisent.
Plus le système est froid, moins il y a de «bruit et de désordre», dit-elle TechRadar Pro, parce que tous les autres «déchets» sont gelés. Avec le Proteox, l’OQC espère donc pouvoir faire évoluer l’architecture de sa machine quantique de manière significative.
Sommaire
Un avenir quantique
La signification de l’informatique quantique, sans parler de sa signification, peut être difficile à saisir sans une formation en physique. À la fin de notre conversation, Wisby elle-même nous a dit qu’elle avait trouvé difficile d’équilibrer l’intégrité scientifique avec la nécessité de communiquer les concepts.
Mais, en bref, les ordinateurs quantiques abordent la résolution de problèmes d’une manière totalement différente des machines classiques, en utilisant certaines symétries pour accélérer le traitement et permettre une échelle beaucoup plus grande.
«Les ordinateurs quantiques exploitent un certain nombre de principes qui définissent le fonctionnement du monde au niveau atomique. La superposition, par exemple, est un principe selon lequel quelque chose peut être dans deux positions à la fois, comme une pièce de monnaie qui est à la fois une tête et une queue », a déclaré Wisby.
«En fin de compte, cela peut également arriver avec des informations. Nous ne sommes donc plus limités aux uns et aux zéros, mais pouvons avoir plusieurs versions de nombres entre les deux, superposées.
Au lieu d’exécuter le calcul après le calcul de manière linéaire, les machines quantiques peuvent les exécuter en parallèle, en optimisant pour de nombreuses autres variables – et cela extrêmement rapidement.
Les progrès dans le domaine, qui n’en sont encore qu’à ses débuts, devraient avoir un impact majeur sur des domaines tels que la découverte de médicaments, la logistique, la finance, la cybersécurité et presque tous les autres marchés qui ont besoin de traiter d’énormes volumes d’informations.
Point de basculement
Cependant, les ordinateurs quantiques en service aujourd’hui ne peuvent pas encore surpasser systématiquement les supercalculateurs classiques. Il existe également très peu de ressources informatiques quantiques que les entreprises peuvent utiliser; L’OQC ne dispose que d’un petit bassin de concurrents dans le monde à cet égard.
Le jalon le plus célèbre tenu en altitude comme marqueur de progrès est celui de la suprématie quantique, le moment où les ordinateurs quantiques sont capables de résoudre des problèmes qui prendraient un temps infaisable aux machines classiques.
En octobre 2019, Google a annoncé qu’elle était la première entreprise à atteindre ce repère, effectuant une tâche avec son prototype Sycamore en 200 secondes qui prendrait une autre machine de 10000 ans.
Mais la réclamation était très contesté publiquement par IBM, qui a appelé son supercalculateur Summit (auparavant le plus rapide au monde) pour prouver qu’il était capable de traiter la même charge de travail en environ deux jours et demi.
Bien que le jalon de la suprématie quantique reste contesté et que les ordinateurs quantiques n’ont pas encore été responsables de découvertes scientifiques majeures, Wisby est optimiste quant aux perspectives à court terme de l’industrie.
«Nous n’en sommes pas encore là, mais nous le serons très bientôt. Nous sommes à un point de basculement après lequel nous devrions commencer à voir des découvertes et des applications qui étaient fondamentalement impossibles auparavant, de manière réaliste au cours des trois prochaines années. »
«Dans l’industrie pharmaceutique, cela pourrait signifier comprendre des molécules spécifiques, voire mieux comprendre l’eau. Nous espérons voir des clients travailler sur de nouveaux médicaments activés par un ordinateur quantique, au moins partiellement, dans un avenir pas trop lointain. »
Le défi auquel sont confrontées les organisations qui s’efforcent de faire passer l’informatique quantique au niveau supérieur est d’équilibrer la qualité, l’échelle et le contrôle. Actuellement, à mesure que les systèmes quantiques sont mis à l’échelle et qu’un niveau de contrôle approprié est affirmé, la qualité diminue et les informations sont perdues.
«Réaliser toutes ces choses en parallèle est ce qui va débloquer un avenir quantique», déclare Wisby.
Il y a du travail à faire, en d’autres termes, avant que le quantum n’exploite son potentiel. Mais des progrès dans la capacité de fabriquer des dispositifs supraconducteurs à grande échelle et les développements dans des domaines tels que la réfrigération ouvrent la voie.
