L’informatique quantique progresse rapidement mais a encore beaucoup de raffinements à réaliser pour être totalement exploitable. Si la course à la suprématie quantique (résoudre un problème que l’informatique traditionnelle ne pourra pas traiter dans un délai raisonnable) occupe les esprits, la problématique ne s’arrête pas au nombre de qubits utilisés.
Un point important reste le taux d’erreur des calculs quantiques. Il est lié aux conditions de fonctionnement de l’ordinateur quantique (souvent avec un refroidissement très important) et à la stabilité des qubits qui peuvent être très facilement perturbés par des interférences extérieures, cassant leur cohérence quantique.
IBM propose ainsi une valeur dite de volume quantique pour exprimer les performances d’un ordinateur quantique en tenant compte de multiples paramètres : nombre de qubits, mécanismes de correction d’erreur, ordre de précision des résultats…
Des qubits logiques pour contrôler les qubits physiques
Sur la question du taux d’erreur des calculs quantiques, Google annonce avoir fait un pas de géant, détaillé dans la revue Nature et dans un billet de blog, en permettant une plus grande précision des résultats.
Cela passe par la création de qubits logiques constitués d’assemblages de qubits physiques contribuant à la correction des qubits chargés des calculs. Une partie des qubits du système sert donc à corriger les calculs de l’autre partie.
Après avoir testé un qubit logique de 17 qubits physiques, Google est passé à 49 qubits, permettant une réduction du taux d’erreur de 4%. Le résultat est modeste mais démontre qu’il sera possible d’optimiser la qualité des calculs en ajoutant plus de qubits dans les qubits logiques.
Une roadmap quantique jusqu’en 2029
Cette étape est la deuxième de la roadmap de Google dans ses travaux sur les ordinateurs quantiques en vue de leur apporter une précision de calcul suffisante pour des applications industrielles.
Il reste tout de même à voir si cette technique dite surface code pourra être efficace sur des systèmes quantiques beaucoup plus imposants. L’autre moyen d’obtenir des résultats précis reste d’améliorer le temps de cohérence quantique des qubits physiques, ce qui demande d’importants efforts de recherche.
Google a mis en place une roadmap prévoyant de parvenir à un ordinateur quantique fonctionnel d’ici 2029. A ce moment, il devra pouvoir faire fonctionner 1 million de qubits physiques avec un contrôle d’erreur réalisé par 1000 qubits logiques, avec un taux d’erreur de 1 pour 109 à 1 pour 1012, contre 1 pour 102 à 1 pour 106 actuellement avec la troisième génération de processeur quantique Sycamore.