IBM a révélé mardi sa feuille de route pour avoir apporté un ordinateur quantique à grande échelle et tolérant aux pannes, IBM Quantum Starling, en ligne d’ici 2029, ce qui est considérablement plus tôt que de nombreux technologues ne le pensaient possible.
La société prédit que lorsque son nouvel ordinateur Starling est opérationnel, il sera capable d’effectuer 20 000 fois plus d’opérations que les ordinateurs quantiques d’aujourd’hui – un état de calcul si vaste qu’il nécessiterait la mémoire de plus qu’un Quindecillion (10⁴⁸) des super-ordinateurs les plus puissants du monde.
« IBM est en train de tracer la prochaine frontière de l’informatique quantique », a déclaré le PDG de Big Blue, Arvind Krishna, dans un communiqué. «Notre expertise à travers les mathématiques, la physique et l’ingénierie ouvre la voie à un ordinateur quantique à grande échelle et tolérant aux pannes – qui résoudra les défis réels et débloquera d’immenses possibilités pour les affaires.»
Le plan d’IBM de livrer un système quantique tolérant aux pannes d’ici 2029 est ambitieux mais pas invraisemblable, en particulier compte tenu du rythme rapide de sa feuille de route quantique et de ses jalons passés, a observé Ensar Seker, Ciso à Socradar, une société de renseignement sur les menaces à Newark, Del.
« Ils ont constamment atteint ou dépassé leurs objectifs de mise à l’échelle du qubit, et leur accent mis sur la modularité et la correction d’erreurs indique qu’ils relèvent les bons défis », a-t-il déclaré à Technewsworld. « Cependant, passer de milliers à des millions de qubits physiques avec une fidélité suffisante reste une ascension abrupte. »
Un qubit est l’unité fondamentale de l’information dans l’informatique quantique, capable de représenter un zéro, un ou les deux simultanément en raison de la superposition quantique. En pratique, les ordinateurs quantiques tolérants aux pannes utilisent des grappes de qubits physiques travaillant ensemble pour former un qubit logique – une unité plus stable conçue pour stocker des informations quantiques et corriger les erreurs en temps réel.
Feuille de route réaliste
Luke Yang, analyste en actions de Morningstar Research Services à Chicago, estime que la feuille de route d’IBM est réaliste. « Les performances exactes de la correction de l’échelle et des erreurs pourraient encore changer d’ici 2029, mais dans l’ensemble, l’objectif est raisonnable », a-t-il déclaré à Technewsworld.
« Compte tenu de sa fiabilité et de son professionnalisme, la réclamation audacieuse d’IBM devrait être prise au sérieux », a déclaré Enrique Solano, co-PDG et co-fondatrice de Kipu Quantum, une entreprise d’algorithme quantique avec des bureaux à Berlin et Karlsruhe, Allemagne.
« Bien sûr, cela peut également échouer, en particulier lorsque l’on considère l’imprévisibilité des complexités matérielles impliquées », a-t-il déclaré à Technewsworld, « mais des entreprises comme IBM existent pour de tels défis, et nous devons tous être positivement impressionnés par ses réalisations actuelles et la feuille de route promise. »
Tim Hollebeek, vice-président des normes de l’industrie chez Digicert, une société mondiale de sécurité numérique, a ajouté: «IBM est un leader dans ce domaine, et pas normalement une entreprise qui excite leurs nouvelles. Il s’agit d’une industrie rapide, et le succès est certainement possible.»
« IBM tente de faire quelque chose que personne n’a jamais fait auparavant et qui rencontrera presque certainement des défis », a-t-il déclaré à Technewsworld, « mais à ce stade, c’est en grande partie un exercice de mise à l’échelle d’ingénierie, pas un projet de recherche. »
«IBM a démontré des progrès cohérents, a engagé 30 milliards de dollars sur cinq ans dans l’informatique quantique, et le calendrier est dans le domaine de la faisabilité technique», a noté John Young, COO d’émotion quantique, développeur de la technologie de générateur de nombres aléatoires quantiques, à Saint-Laurent, Québec, Canada.
« Cela dit », a-t-il déclaré à Technewsworld, « tolérant aux failles dans un sens pratique et industriel est une barre très élevée. »
Résoudre le puzzle de correction d’erreur quantique
Pour faire un tolérance à l’ordinateur quantique, des erreurs doivent être corrigées afin que les charges de travail puissantes puissent être exécutées sans défauts. Dans un ordinateur quantique, les erreurs sont réduites par le regroupement des qubits physiques pour former des qubits logiques, qui ont des taux d’erreur plus faibles que les qubits physiques sous-jacents.
« La correction des erreurs est un défi », a déclaré Young. «Les qubits logiques nécessitent des milliers de qubits physiques pour fonctionner de manière fiable. C’est un problème de mise à l’échelle massif.»
IBM a expliqué dans son annonce que la création d’un nombre croissant de qubits logiques capables d’exécuter des circuits quantiques avec le moins de qubits physiques possible est essentiel à l’informatique quantique à grande échelle. Jusqu’à aujourd’hui, un chemin clair vers la construction d’un tel système tolérant aux pannes sans frais généraux d’ingénierie irréaliste n’a pas été publié.
Les codes alternatifs et précédents en or, correctif des erreurs, présentent des défis d’ingénierie fondamentaux, a poursuivi IBM. À l’échelle, ils nécessiteraient un nombre irréalisable de qubits physiques pour créer suffisamment de qubits logiques pour effectuer des opérations complexes – nécessitant des quantités impraticables d’infrastructure et d’électronique de contrôle. Cela les rend peu susceptibles d’être mis en œuvre au-delà des expériences et appareils à petite échelle.
Dans deux articles de recherche publiés avec sa feuille de route, IBM a détaillé comment il surmontera les défis de la construction de l’architecture à grande échelle et tolérante aux pannes nécessaires à un ordinateur quantique.
Un papier décrit l’utilisation des codes de vérification de parité à basse densité quantique (QLDPC) pour réduire les frais généraux de qubit physiques. L’autre décrit les méthodes de décodage des erreurs en temps réel à l’aide de l’informatique conventionnelle.
Selon IBM, une architecture quantique pratique tolérante à la défaut doit:
- Supprimer suffisamment d’erreurs pour que les algorithmes utiles réussissent
- Préparer et mesurer les qubits logiques pendant le calcul
- Appliquer des instructions universelles aux qubits logiques
- Décoder les mesures des qubits logiques en temps réel et guider les opérations ultérieures
- Échelle modulaire sur des centaines ou des milliers de qubits logiques
- Soyez suffisamment efficace pour exécuter des algorithmes significatifs en utilisant des ressources d’énergie et d’infrastructure réalistes
Outre les défis technologiques auxquels sont confrontés les fabricants informatiques quantiques, il peut également y avoir des défis du marché. «La localisation des cas d’utilisation appropriée pour les ordinateurs quantiques pourrait être le plus grand défi», a expliqué Yang de Morningstar.
« Seules certaines charges de travail informatiques, telles que l’échantillonnage de circuits aléatoires (RCS), peuvent complètement libérer la puissance de calcul des ordinateurs quantiques et montrer leur avantage sur les superordinateurs traditionnels que nous avons actuellement », a-t-il déclaré. « Cependant, les charges de travail comme les RC ne sont pas très utiles commercialement, et nous pensons que la pertinence commerciale est l’un des facteurs clés qui déterminent la taille totale du marché pour les ordinateurs quantiques. »
Q-Day approche plus rapidement que prévu
Depuis des années, les organisations ont été informées qu’elles devaient se préparer à «Q-Day» – le jour où un ordinateur quantique sera en mesure de casser tout le chiffrement qu’ils utilisent pour garder leurs données en sécurité. Cette annonce IBM suggère que la fenêtre d’action pour protéger les données peut se fermer plus rapidement que beaucoup prévu.
« Cela ajoute absolument de l’urgence et de la crédibilité aux conseils d’experts en sécurité sur le chiffrement post-quantum pris en compte dans leur planification maintenant », a déclaré Dave Krauthamer, CTO Field de Qusecure, fabricant de solutions de sécurité quantique, à San Mateo, en Californie.
« La décision d’IBM de créer un ordinateur quantique tolérant aux pannes à grande échelle d’ici 2029 est révélatrice de l’effondrement de la chronologie », a-t-il déclaré à Technewsworld. « Un ordinateur quantique tolérant aux pannes de cette ampleur pourrait être bien sur le chemin pour casser les chiffres asymétriques plus tôt que quiconque ne le pense. »
« Les dirigeants de la sécurité doivent prendre tout ce qui est connecté au chiffrement post-quantum comme une mesure sérieuse et le travailler dans leurs plans de sécurité maintenant – pas plus tard », a-t-il déclaré.
Roger Grimes, un évangéliste de la défense chez KnowBe4, un fournisseur de formation de sensibilisation à la sécurité à Clearwater, en Floride, a souligné qu’IBM n’est que le dernier d’une vague d’entreprises quantiques annonçant rapidement les percées informatiques à venir dans quelques années.
« Cela conduit à la question de savoir si la date de préparation du PQC (cryptographie post-quantum du gouvernement américain) du gouvernement américain est toujours une date sûre », a-t-il déclaré à Technewsworld.
«Cela commence à se sentir beaucoup plus risqué pour toute entreprise d’attendre jusqu’en 2030 pour se préparer contre les attaques quantiques. Il vole également face aux dernières règles de préparation de la cybersécurité (décret exécutif) qui ont assoupli les règles de préparation PQC par rapport à la dernière commande standard EO PQC de Biden, qui nous a dit que les agences américaines se transformaient vers PQC ASAP.»
«La plupart des entreprises américaines ne font aucun zéro pour se préparer aux attaques de Q-Day», a-t-il déclaré. «Le dernier décret semble nous dire aux agences – et indirectement, toutes les entreprises américaines – qu’elles ont plus de temps pour se préparer. Cela va faire en sorte que les agences et les entreprises soient moins préparées à une époque où plusieurs sociétés informatiques quantiques font des progrès significatifs.»
« Il semble que quelque chose va bientôt donner », a-t-il dit, « et si j’étais un paris, et je le suis, je parie que la plupart des sociétés américaines ne seront pas préparées à Q-Day le jour du jour où le jour devient une réalité. »
