IBM a annoncé son nouveau processeur « Eagle » de 127 bits quantiques (qubits) lors de l’IBM Quantum Summit 2021, son événement annuel visant à présenter les étapes importantes en matière de matériel et de logiciels quantiques, ainsi que la croissance de l’écosystème quantique. Le processeur « Eagle » représente une percée dans l’exploitation de l’immense potentiel informatique des dispositifs basés sur la physique quantique. Il annonce le moment où, dans le développement du matériel, les circuits quantiques ne pourront plus être simulés de manière fiable et exacte sur un ordinateur classique. IBM a également présenté en avant-première les plans de l’IBM Quantum System Two, la prochaine génération de systèmes quantiques.
L’informatique quantique exploite la nature quantique fondamentale de la matière au niveau subatomique pour offrir la possibilité d’augmenter considérablement la puissance de calcul. L’unité de calcul fondamentale de l’informatique quantique est le circuit quantique, un agencement de qubits en portes et mesures quantiques. Plus un processeur quantique possède de qubits, plus les circuits quantiques qu’il peut exécuter sont complexes et utiles.
IBM a récemment présenté des feuilles de route détaillées pour l’informatique quantique, comprenant une voie pour la mise à l’échelle du matériel quantique afin de permettre aux circuits quantiques complexes d’atteindre l’Avantage Quantique, le point auquel les systèmes quantiques peuvent dépasser de manière significative leurs homologues classiques. Eagle est la dernière étape sur cette voie de mise à l’échelle.
IBM mesure les progrès du matériel d’informatique quantique à l’aide de trois attributs de performance : l’Echelle, la Qualité et la Vitesse. L’Echelle est mesurée par le nombre de qubits sur un processeur quantique et détermine la taille du circuit quantique qui peut être exécuté. La Qualité est mesurée par le Volume Quantique et décrit la précision d’exécution des circuits quantiques sur un dispositif quantique réel. La Vitesse est mesurée par les CLOPS (Circuit Layer Operations Per Second : opérations par seconde des couches de circuit), une mesure qu’IBM a introduite en novembre 2021, et qui reflète la possibilité d’exécuter des calculs réels composés d’un grand nombre de circuits quantiques.
Le processeur Eagle de 127 qubits
« Eagle » est le premier processeur quantique d’IBM développé et déployé pour contenir plus de 100 qubits opérationnels et connectés. Il fait suite au processeur « Hummingbird » d’IBM de 65 qubits qui a été dévoilé en 2020, et au processeur « Falcon » de 27 qubits dévoilé en 2019. Pour réaliser cette percée, les chercheurs d’IBM se sont appuyés sur des innovations mises au point au sein des processeurs quantiques d’IBM existants, telles qu’une conception de l’agencement des qubits visant à réduire les erreurs et une architecture permettant de réduire le nombre de composants nécessaires. Les nouvelles techniques exploitées au sein d’Eagle placent le câblage de contrôle sur plusieurs niveaux physiques au sein du processeur tout en conservant les qubits sur une seule couche, ce qui permet une augmentation significative du nombre de qubits.
L’augmentation du nombre de qubits permettra aux utilisateurs d’explorer des problèmes à un nouveau niveau de complexité lorsqu’ils entreprendront des expériences et exécuteront des applications, telles que l’optimisation du machine learning ou la modélisation de nouvelles molécules et de nouveaux matériaux visant à être utilisés dans des domaines allant de l’industrie énergétique au processus de découverte de médicaments. « Eagle » est le premier processeur quantique dont l’échelle rend impossible toute simulation fiable par un ordinateur classique. En effet, le nombre de bits classiques nécessaires pour représenter un état sur le processeur de 127 qubits dépasse le nombre total d’atomes des plus de 7,5 milliards de personnes vivant aujourd’hui.
« L’arrivée du processeur « Eagle » est une étape majeure vers le jour où les ordinateurs quantiques pourront surpasser les ordinateurs classiques pour des applications utiles », a déclaré le Dr. Darío Gil, Senior Vice President, IBM and Director of Research. « L’informatique quantique a le pouvoir de transformer presque tous les secteurs et de nous aider à résoudre les plus grands problèmes de notre temps. C’est pourquoi IBM continue d’innover rapidement dans la conception de matériel et de logiciel quantique, de concevoir des moyens pour que les applications quantiques et classiques s’améliorent mutuellement, et de créer un écosystème mondial qui est indispensable à la croissance d’une industrie quantique. »
Le premier processeur « Eagle » est disponible en tant que dispositif exploratoire sur le Cloud d’IBM pour les membres de l’IBM Quantum Network.
