Le groupe industriel Honeywell vient défier IBM et Google dans la course à l’informatique quantique. Il annonce le lancement d’ici trois mois d’un ordinateur quantique deux fois plus performant que le dernier appareil développé par IBM, qu’il mettra à disposition de ses clients par le biais de la plate-forme cloud Microsoft Azure.

Honeywell fait son entrée dans la course à l’ordinateur quantique: le groupe industriel américain, dont les activités incluent l’aviation, le spatial, l’énergie, la construction ou la science des matériaux, annonce le 3 mars qu’il se prépare à lancer un ordinateur quantique qui serait deux fois plus puissant que ce qui existe à l’heure actuelle. Il repose sur une nouvelle approche dite de « piège à ions ». Il sera mis en service courant 2020 par le biais de la plate-forme cloud Microsoft Azure. Plus de détails seront communiqués au cours des trois prochains mois.

Un rappel : Qu’est-ce qu’est l’informatique quantique ? Le principe au cœur de l’informatique quantique est complexe à décrire correctement. Pour faire simple, au lieu d’utiliser les traditionnels bits (d’une valeur binaire de 0 ou 1), ces ordinateurs très spécifiques sont construits autour de « quantum bits », ou qubits. Chaque qubit se compose d’une superposition de deux états de base qui correspondent à des amplitudes de probabilité. En augmentant le nombre de qubits, on augmente exponentiellement la puissance de calcul de l’ordinateur quantique. De nombreuses difficultés sont associées à ce champ de recherche, qui vont de la difficulté d’obtenir et de maintenir des qubits stables jusqu’à la création d’algorithmes pouvant tourner sur ces machines. Selon cette mécanique, un objet peut avoir deux états en même temps : une pièce de monnaie à la fois pile et face, alors que dans le monde « classique », elle ne peut être que l’un ou l’autre à la fois. Ce mécanisme contre-intuitif, « même les scientifiques les plus imaginatifs ont du mal à le comprendre, parce qu’il ne se joue pas au niveau sensible », explique Audrey Loridan-Baudrier, de la Fondation Mines-Télécom, qui forme les futurs ingénieurs à cette technologie. Tout objet est quantique, « même vous et moi », relève Daniel Hennequin, physicien. « Mais ces propriétés quantiques sont très vite perdues…  plus l’objet est gros, plus la perte est rapide ». A une échelle microscopique, il est en revanche possible de prolonger l’état quantique, avec des atomes simples, froids, isolés. On peut ainsi fabriquer des qubits, brique de base de l’informatique quantique. Mais leur manipulation est délicate car ils sont difficiles à stabiliser et les fabricants ont du mal à dépasser les 53 qubits. Ils sont néanmoins déjà capables de performances spectaculaires, comme l’a montré le processeur de Google qui a calculé en 3 minutes là où un supercalculateur classique aurait mis des milliers d’années.

Une mesure de la puissance très spécifique: à noter cependant que mesurer la puissance réelle de ces machines est tout sauf simple; Honeywell ne fait pas simplement référence au nombre de qubits, mais à une unité de mesure créée par IBM (l’une des entreprises en pointe dans le domaine) et appelée « volume quantique ». Le volume quantique prend en compte plusieurs facteurs : le nombre de qubits, la connectivité des qubits entre eux, les erreurs des portes logiques quantiques et les erreurs de mesure des résultats. L’idée derrière cette unité est de garantir que le nombre de qubits soit constant et le taux d’erreurs bas tout en mesurant réellement la puissance de calcul (pour qu’un ordinateur sans aucune erreur mais avec seulement deux qubits n’ait pas un score énorme). En l’occurrence, la technologie utilisée par Honeywell bénéficie justement d’un taux d’erreurs apparemment très bas. La machine qui existe actuellement ne dispose que de quatre qubits, contre 53 qubits pour l’ordinateur Sycomore de Google, mais chaque calcul effectué sur ses quatre qubits est apparemment sans erreur. Honeywell prépare visiblement un ordinateur à 8 qubits d’ici cet été, dont le volume quantique serait de 64. A titre de comparaison, IBM a récemment présenté un ordinateur à 28 qubits avec un volume quantique de 32.

Des machines complexes à mettre en œuvre : Honeywell explique s’être intéressé à l’informatique quantique par le biais de son expertise dans les équipements industriels, ces ordinateurs très particuliers nécessitant en effet d’être refroidis à très basse température et utilisant des lasers de précision. Sa technologie de « piège à ions » utilise justement de nombreux lasers pour capturer des ions (des atomes portant une charge électrique) et former des qubits, puis pour contrôler l’état de ces qubits à basse température (avec d’autres lasers). L’entreprise aurait développé cette technologie en 2015. Parmi les avantages de cette approche : une température requise de seulement 12 Kelvin (moins basse que ce dont ont besoin les ordinateurs de Google ou d’IBM) et des qubits formés par seulement deux atomes (d’ytterbium).


L’une des grandes questions est de savoir si cette technologie peut être industrialisée. Honeywell avance dans une publication scientifique détaillant ses recherches qu’il sera capable d’augmenter le volume quantique de son ordinateur par un « ordre de grandeur » chaque année pendant cinq ans. Cela correspond à quatre nouveaux qubits par an. Ce sera toujours moins que les machines produites par IBM ou Google, mais ces dernières ont aujourd’hui des taux d’erreurs qui réduisent fortement leur intérêt. Les deux entreprises cherchent à réduire ce taux d’erreur, tandis qu’Honeywell a pris le chemin inverse en créant des qubits stables, puis en essayant de les produire à plus grande échelle. C’est aussi l’approche de Microsoft avec ses qubits topologiques, sur lequel ses équipes travaillent depuis des années. En 2018, son Corporate VP of Quantum Computing nous avait d’ailleurs déclaré qu’ils auraient créé un « véritable » ordinateur quantique d’ici 2023. Le partenariat entre Microsoft et Honeywell n’est donc pas surprenant, même si les deux entreprises ont des projets rivaux. Le premier utilisateur annoncé de ce service sera JP Morgan Chase, qui va développer des algorithmes afin de s’en servir pour ses services financiers. Honeywell s’attend aussi à travailler pour les grands industriels des secteurs du transport (optimisation logistique), de la pharmaceutique ou des matériaux (création de nouvelles molécules). Enfin, pour accélérer la création de services tirant parti de cette technologie, Honeywell a investi dans deux start-up développant des algorithmes quantiques : Cambridge Quantum Computing et Zapata Computing.

 

 

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