Une équipe multidisciplinaire de Quantinuum, de l’institut QuTech (de l’Université de technologie de Delft) et de l’Université de Stuttgart a utilisé l’ordinateur quantique H1 pour démontrer une avancée notable dans les opérations tolérantes aux pannes
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CAMBRIDGE, Angleterre, et BROOMFIELD, Colorado, 28 septembre 2023 /PRNewswire/ — Les ordinateurs quantiques tolérants aux pannes qui offrent des solutions radicalement nouvelles à certains des problèmes les plus urgents du monde dans les domaines de la médecine, de la finance et de l’environnement, et qui facilitent une utilisation réellement répandue de l’IA, suscitent un intérêt mondial pour les technologies quantiques. Cependant, les différents calendriers établis pour atteindre ce paradigme nécessitent des percées et des innovations majeures pour rester réalisables, et aucune n’est plus urgente que le passage de qubits purement physiques à des qubits tolérants aux pannes.
Dans l’une des premières étapes significatives sur cette voie, des scientifiques de Quantinuum, la plus grande entreprise d’informatique quantique intégrée au monde, ainsi que des collaborateurs, ont démontré la première méthode tolérante aux pannes en utilisant trois qubits codés logiquement sur l’ordinateur quantique Quantinuum H1, développé par Honeywell, pour effectuer une procédure mathématique.
Les méthodes d’informatique quantique tolérantes aux pannes devraient ouvrir la voie à des solutions pratiques aux problèmes du monde réel dans des domaines tels que la simulation moléculaire, l’intelligence artificielle, l’optimisation et la cybersécurité. Après une succession de percées importantes ces dernières années dans les domaines du matériel, des logiciels et de la correction d’erreurs, les résultats annoncés aujourd’hui par Quantinuum dans un nouvel article sur arXiv, « Fault-Tolerant One-Bit Addition with the Smallest Interesting Colour Code » (en français, « Addition d’un bit tolérante aux pannes avec le plus petit code couleur intéressant »), constituent une avancée naturelle et reflètent le rythme croissant des progrès réalisés.
De nombreuses entreprises et groupes de recherche se concentrent sur la tolérance aux pannes en gérant le bruit qui survient naturellement lorsqu’un ordinateur quantique effectue ses opérations. Quantinuum est un pionnier avéré, auteur de premières mondiales telles que la démonstration de l’enchevêtrement de portes entre deux qubits logiques d’une manière totalement tolérante aux pannes, en utilisant une correction d’erreur en temps réel, et la simulation de la molécule d’hydrogène avec deux qubits codés logiquement.
En effectuant une addition d’un bit à l’aide du plus petit circuit tolérant aux fautes connu, l’équipe a obtenu un taux d’erreur inférieur de près d’un ordre de grandeur, soit ~1,1×10-3 contre ~9,5×10-3 pour le circuit non codé. La suppression des erreurs observée a été rendue possible par les taux d’erreur physiques de l’architecture des dispositifs à charge quantique (QCCD) utilisés dans les ordinateurs quantiques de la série H de Quantinuum, qui sont inférieurs à ceux de tous les autres systèmes connus à ce jour. Ces taux d’erreur se situent dans la fourchette à partir de laquelle les algorithmes tolérants aux pannes deviennent réalisables.
Ilyas Khan, chef de produit et fondateur de Quantinuum, a déclaré qu‘ « en plus de continuer à fournir à l’écosystème quantique des preuves de ce qu’il est possible de réaliser en ces débuts de l’informatique quantique, la démonstration actuelle est remarquable de par son ingéniosité. L’architecture du piège à ions de notre série H offre les taux d’erreur physiques les plus bas et la flexibilité dérivée du transport de qubits, qui permet aux utilisateurs de notre matériel de mettre en œuvre un choix beaucoup plus large de codes correcteurs d’erreurs, rendant cette démonstration possible. Il faut s’attendre à d’autres avancées importantes en matière de calcul dans les années à venir, à mesure que nous associerons la qualité de notre matériel à des tâches significatives dans le monde réel. »
Les portes logiques de Clifford à faible surcharge, associées à la porte CCZ transversale du code couleur tridimensionnel, ont permis à l’équipe de réduire le nombre de portes et de mesures à deux qubits nécessaires pour l’addition d’un bit, de plus de 1 000 à 36.
Ben Criger, chercheur principal à Quantinuum et principal auteur de l’article, a ajouté que « la porte CCZ, dont nous avons fait la démonstration ici, est un ingrédient clé de l’algorithme de Shor, de la méthode de Monte Carlo quantique, de l’analyse topologique des données et d’une multitude d’autres algorithmes quantiques. Ce résultat prouve que le matériel réel est désormais capable de faire fonctionner ensemble tous les éléments essentiels de l’informatique quantique tolérante aux pannes – préparation d’état, portes de Clifford, portes non-Clifford et mesures logiques. »
À propos de Quantinuum
Quantinuum est la plus grande entreprise intégrée autonome d’informatique quantique au monde. Elle est née de la fusion entre le matériel de pointe de Honeywell Quantum Solutions et des applications et des middleware de premier rang de Cambridge Quantum. Guidée par la science et animée par un esprit d’entreprise, Quantinuum accélère l’informatique quantique et le développement d’applications dans les domaines de la chimie, de la cybersécurité, de la finance et de l’optimisation. Son objectif est de créer des solutions quantiques évolutives et commerciales pour résoudre les problèmes les plus urgents du monde dans des domaines tels que l’énergie, la logistique, le changement climatique et la santé. L’entreprise emploie plus de 480 personnes, dont 350 scientifiques et ingénieurs, sur huit sites aux États-Unis, en Europe et au Japon. Pour obtenir plus d’informations, veuillez consulter le site Web http://www.quantinuum.com.
La marque Honeywell est utilisée sous licence de Honeywell International Inc. Honeywell ne fait aucune déclaration ni ne donne aucune garantie concernant ce service.
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