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La startup QuEra créée par le MIT et Harvard a développé un ordinateur quantique à 256 QuBits. Grâce à cette prouesse, elle vient de lever 17 millions de dollars.
L'informatique quantique évolue vite, très vite. En 2019, l'ordinateur quantique à 53 Qubits de Google atteignait la suprématie quantique. Pour la première fois, cette machine parvenait à effectuer une tâche impossible pour un ordinateur classique.
Un an plus tard, en 2020, IonQ dévoilait un système à 32 qubits présenté comme l'ordinateur quantique le plus puissant au monde. Tout récemment, en novembre 2021, IBM vient de passer la barre des 100 qubits avec son processeur quantique Eagle à 127 qubits.
Toutefois, les géants de l'informatique ne sont pas les seules entreprises engagées dans cette course. La startup QuEra Computing, fondée par des physiciens de Harvard et du MIT, basée à Boston, annonce avoir développé un simulateur quantique à 256 Qubits.
Un nombre plus élevé de Qubits signifie que davantage d'informations pourront être stockées et traitées. Peu à peu, le Quantum Computing se rapproche de son objectif de surpasser les ordinateurs classiques sur des problèmes complexes de médecine, de finance, d'IA ou de neuroscience.
Un ordinateur quantique hautement programmable
Toutefois, le nombre de qubits n'est pas la seule caractéristique importante d'un ordinateur quantique. La startup QuEra vante aussi la programmabilité de sa machine.
Chaque Qubit de cet ordinateur est un atome ultra-froid. Ces atomes sont arrangés d'une manière précise à l'aide d'un ensemble de lasers appelés » tweezers « . En positionnant les qubits, il est possible de programmer la machine. C'est ce qui permet de la configurer pour résoudre des problèmes spécifiques. On peut même la reconfigurer en temps réel pendant le processus de calcul.
Comme l'explique le CEO Alex Keesling, » différents problèmes nécessitent de placer les atomes dans différentes configurations. L'une des choses uniques à propos de cette machine est que chaque fois qu'on l'exécute, plusieurs fois par seconde, il est possible de redéfinir complètement la géométrie et la connectivité des qubits « . L'approche de QuEra est donc originale et différente de la concurrence.
Afin de démontrer cette programmabilité, les chercheurs ont arrangé les Qubits de manière à former des GIF de Mario Bros, Space Invaders ou encore Tetris. Il est en réalité possible de former n'importe quel motif.
La machine de QuEra a été créée à partir d'un plan et de technologies peaufinés au fil des années par les équipes de Mikhail Lukin et Markus Greiner à Harvard et Vladan Vuletić et Dirk Englund au MIT. Un précédent modèle de l'appareil, daté de 2017, utilisait seulement 51 qubits. Après cette version à 256 qubits, QuEra espère atteindre 1000 qubits d'ici deux ans. À terme, les chercheurs prévoient d'étendre le système à plusieurs centaines de milliers de qubits.
Une machine basée sur le Rydberg State
Cette ambition est permise par la manière unique dont le système est assemblé, et la méthode par laquelle l'information est encodée et traitée. La plateforme de QuEra utilise des arcs d'atomes neutres produisant des QuBits avec une cohérence impressionnante. La machine utilise des pulsations laser pour produire une interaction entre les neurones et les placer dans un état énergétique appelé » Rydberg state « .
Cet état fut décrit en 1888 par le physicien suédois Johannes Rydberg. Cette approche du Quantum Computing est étudiée depuis deux décennies, mais les avancées technologiques telles que les lasers et les photons étaient requises pour que ces travaux aboutissent.
En comparaison, les systèmes quantiques de Google et IBM reposent sur des qubits superconducteurs. De son côté, IonQ utilise des ions piégés.
Les plateformes basées sur le Rydberg State ont l'avantage de produire des qubits hautement enchevêtrés, avec un haut niveau d'interactions. C'est ce qui pourrait permettre de faire d'importantes découvertes sur un délai relativement court.
En parallèle à ses travaux de simulation et de compréhension des matériaux et dynamiques quantiques, QuEra travaille aussi sur des algorithmes quantiques permettant de résoudre des problèmes d'optimisation de calcul très complexes.
QuEra lève 17 millions $ pour dessiner le futur du Quantum Computing
Forte de ses succès, QuEra annonce une levée de fonds de 17 millions de dollars. Parmi ses investisseurs, QuEra compte notamment l'entreprise japonaise Rakuten spécialisée dans les services internet, le e-commerce et la fintech. La firme espère notamment exploiter cette technologie pour optimiser le positionnement des antennes 4G et 5G, pour résoudre les problèmes de routage de livraison, de portefeuille d'actions ou de moteurs de recommandation.
Néanmoins, les experts ne sont pas tous convaincus du potentiel de cette machine. Le physicien John Preskill du California Institute of Technology est à l'origine du terme de » suprématie quantique « . Il est aussi directeur de l'Institute for Quantum Information and Matter. Selon lui, l'ordinateur quantique de QuEra ne permettra pas forcément de surpasser les ordinateurs classiques pour les problèmes d'optimisation.
Il salue toutefois l'intention de QuEra de rendre sa plateforme largement accessible pour la recherche et le développement. Selon lui, une large communauté expérimentant les machines peut aider à découvrir des possibilités insoupçonnées…
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