Google et IBM à la course aux jalons quantiques, leurs rivaux contestent le tableau de scores

En avril 2017, John Martinis, chez Google, a donné à son équipe jusqu'à la fin de l'année pour construire une puce capable d'un calcul hors de portée de tout ordinateur classique. IBM a annoncé en novembre un prototype de processeur à 50 qubits.

Martinis est arrivé chez Google fin 2014, en provenance de l'université de Californie à Santa Barbara. Il a déclaré à MIT Technology Review que son groupe d'environ 25 personnes atteindrait la « suprématie quantique » avant la fin de 2017. L'expérience devait opposer la puce de Google à l'un des plus grands superordinateurs du monde. Il a précisé que les conceptions d'appareils de 30 à 50 qubits étaient déjà en cours.

La puce publiée par Google à l'époque comptait neuf qubits disposés en ligne. Le dispositif le plus récent rapporté par MIT Technology Review n'avait que six qubits, mais dans une grille de deux par trois. Pour Martinis, cela montrait que la technologie fonctionnait encore lorsque les qubits étaient côte à côte. La puce à six qubits testait aussi une méthode de fabrication : les qubits et leur câblage de contrôle sont réalisés sur des puces séparées, puis assemblés par micro-billes.

« Ce processus fonctionne entièrement », a déclaré Martinis. « Nous sommes maintenant prêts à accélérer en quelque sorte. »

Simon Gustavsson, chercheur principal d'un groupe d'informatique quantique au MIT, a déclaré à MIT Technology Review que Google était l'un des leaders et que le domaine était « assez comparable entre Google et IBM ». Chris Monroe, professeur à l'université du Maryland et cofondateur de la start-up IonQ, a qualifié l'expérience de suprématie de « jalon académique ». Il a estimé que le travail plus difficile consistant à rendre ces machines évolutives et programmables restait à faire.

IBM revendique le cap des 50 qubits en premier

Le 10 novembre 2017, IBM a annoncé que ses scientifiques avaient construit et mesuré un prototype de processeur à 50 qubits. Dario Gil, qui dirigeait la division de recherche d'IBM en informatique quantique et en intelligence artificielle, a déclaré que c'était la première fois qu'une entreprise construisait un ordinateur quantique à cette échelle, selon l'Associated Press. Seth Lloyd, professeur de génie mécanique au MIT non impliqué dans la recherche, a déclaré à l'AP qu'IBM avait probablement encore des défauts à corriger, mais que l'annonce témoignait de progrès significatifs.

Un mois plus tard, à la conférence Q2B au centre Ames de la NASA, Martinis a contesté la manière dont ces jalons sont comptés. « Les communiqués de presse parlent toujours de course quantique en nombre de qubits », a-t-il dit, selon Gizmodo. « Ce n'est pas qu'une question de quantité, c'est une question de qualité des qubits. »

Gizmodo a rapporté que Google fabriquait alors un dispositif de 49 ou 50 qubits et prévoyait de commencer les tests dans les deux semaines. Martinis a déclaré que le problème choisi devait être difficile, exiger de nombreux qubits de haute qualité et pouvoir être généralisé à n'importe quel ordinateur quantique. L'équipe devait intriquer ses qubits, laisser le système évoluer, puis mesurer des résultats dont les probabilités sont si complexes qu'une machine classique pourrait avoir besoin de semaines pour simuler ce que le dispositif quantique fait en quelques minutes.

La conférence a aussi entendu le théoricien de CalTech John Preskill, qui a décrit l'ère NISQ en train d'émerger, pour les ordinateurs quantiques bruités à échelle intermédiaire. La tolérance aux fautes, a-t-il dit, devait continuer de progresser.

Le tableau de scores bouge encore

En mars 2019, IBM avait déplacé le débat vers une tout autre mesure. À la réunion de mars de l'American Physical Society, l'entreprise a déclaré que son Q System One, doté d'un processeur à 20 qubits, atteignait un Quantum Volume de 16, le double du Quantum Volume de 8 de son système IBM Q existant, rapporte ZDNET.

IBM indique que le Quantum Volume tient compte du nombre de qubits, de la connectivité, du temps de cohérence, des erreurs de porte et de mesure, de la diaphonie entre dispositifs et de l'efficacité du compilateur. L'entreprise a déclaré que cette mesure devrait doubler chaque année pour atteindre l'avantage quantique dans la décennie à venir, et qu'elle avait doublé la puissance de ses ordinateurs quantiques chaque année depuis 2017.