IBM a réussi à intégrer et à refroidir deux modules cryogéniques au sein d'un même environnement partagé, une étape que l'entreprise juge cruciale pour le développement de systèmes quantiques capables, à terme, de relier des centaines de puces quantiques. Cette réussite confirme le calendrier annoncé par IBM pour la livraison d'IBM Quantum Starling en 2029, un système que l'entreprise prévoit d'être le premier ordinateur quantique tolérant aux pannes, intégrant des avancées en matière de correction d'erreurs, de conception de processeurs, de décodage et d'ingénierie système globale.
Intérieur du système cryogénique évolutif et modulaire d'IBM destiné à prendre en charge l'informatique quantique tolérante aux pannes. (Crédit : IBM)
L'ensemble, composé de deux modules, mesure plus de 2,4 mètres de haut et de large. Lors des premiers tests, les modules ont été refroidis simultanément à 4 kelvins, la température de l'hélium liquide, en moins de cinq jours, puis sont descendus en dessous de 15 millikelvins peu après, soit plus de 180 fois moins froid que l'espace profond. L'enceinte sous vide de chaque module offre jusqu'à 12 fois plus d'espace pour le câblage que les systèmes quantiques IBM les plus répandus, une modification de conception visant à permettre une plus grande densité de connexions entre les puces, aussi bien au sein d'un même module qu'entre modules interconnectés.
Les modules adoptent une conception cubique permettant de connecter plusieurs unités en rangée compacte. Cette configuration, associée à l'espace interne accru pour le câblage, permet la liaison directe des processeurs quantiques grâce à la technologie des coupleurs en L d'IBM. Ces coupleurs en L connectent des puces quantiques distinctes, leur permettant d'échanger des informations et de fonctionner ensemble comme composants d'un ordinateur quantique plus vaste.
Liaison de 1 000 qubits
La feuille de route d'IBM prévoit l'utilisation de coupleurs en L pour connecter plusieurs processeurs au sein d'un système combiné d'au moins 1 000 qubits programmables d'ici 2027. Les qubits programmables sont ceux qui peuvent être directement utilisés pour des calculs. Dans le cadre de ce projet, IBM prévoit d'installer ses processeurs Quantum Nighthawk dans les modules cryogéniques plus tard cette année afin de poursuivre les tests de performance. Lorsque Starling sera déployé, IBM prévoit que chaque module cryogénique puisse accueillir des milliers de qubits.
IBM a présenté ses plans pour Starling l'année dernière, en introduisant un code de correction d'erreurs conçu pour réduire considérablement les ressources physiques nécessaires à la tolérance aux pannes. Depuis cette annonce, l'entreprise a fait état de progrès continus, notamment des démonstrations de composants matériels essentiels et des avancées dans le décodage de correction d'erreurs plus efficace.
Intérieur du système cryogénique évolutif et modulaire d'IBM destiné à prendre en charge l'informatique quantique tolérante aux pannes. (Crédit : IBM)
Accélérer le cycle de développement
« L’intégration d’ordinateurs quantiques tolérants aux pannes dans l’industrie repose sur plusieurs avancées fondamentales », a déclaré Jay Gambetta, directeur de la recherche chez IBM et membre d’IBM. « La connexion et le fonctionnement réussis de ces modules cryogéniques constituent un pas en avant considérable et accéléreront nos progrès, parallèlement à l’innovation continue dans le domaine du matériel, des logiciels et des algorithmes quantiques. »
IBM prévoit que l'architecture cryogénique modulaire accélérera son cycle de développement. Trois composants essentiels de l'environnement System Two sont désormais intégrés à la nouvelle conception modulaire, ce qui permet de tester, d'améliorer et d'itérer chaque composant indépendamment, plutôt que de les intégrer dans une seule unité. IBM présente l'intégration complète de ce module comme la preuve qu'elle poursuit la mise en œuvre de sa feuille de route quantique publiée, levant ainsi un nouvel obstacle technique sur la voie d'une informatique quantique tolérante aux pannes.
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