La startup néerlandaise QuantWare lance un processeur quantique supraconducteur commercial,
le premier du genre selon l'entreprise, accélérant ainsi l'avènement de l'ordinateur quantique

Le développement de l'informatique quantique devrait révolutionner plusieurs domaines de l'informatique et de nombreux entreprises et scientifiques travaillent dans ce sens. Ainsi, la startup européenne QuantWare vient de lancer un processeur quantique (QPU) à 5 qubits qui, selon elle, est le premier dispositif commercial de ce type. Le QPU Soprano à 5 qubits de QuantWare est basé sur des qubits transmon supraconducteurs superrefroidis similaires à ceux utilisés par les ordinateurs quantiques construits par IBM, D-Wave et Rigetti. Ils sont refroidis à des températures inférieures à celles de l'hélium liquide et contrôlés par micro-ondes.

L'informatique quantique est considérée comme le Saint Graal pour résoudre les problèmes que les ordinateurs ordinaires ne peuvent pas résoudre. Les ordinateurs quantiques ont une puissance de calcul supérieur à celle des ordinateurs classiques. L'informatique quantique promet d'accroître considérablement la quantité de données que les ordinateurs sont capables de traiter, ce qui pourrait avoir d'énormes répercussions dans des domaines tels que la médecine, la veille économique et la cybersécurité. Mais l'industrie quantique est encore jeune et la mise à l'échelle est difficile. Mais beaucoup d'entreprises et de scientifiques promettent des percées lors de cette décennie.

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Une course mondiale au quantique est donc en cours pour réaliser le premier ordinateur quantique utile en pratique. Le "cœur" de l'ordinateur quantique est constitué par le processeur quantique (QPU). Ce processeur calcule avec des bits quantiques, ou qubits, les objets microscopiques qui rendent l'informatique quantique possible. Contrairement aux bits classiques, les qubits sont capables d'avoir simultanément les valeurs 0 et 1, mais il est souvent trop coûteux pour les entreprises de les produire elles-mêmes. Le QPU QuantWare élimine cet obstacle et pourrait contribuer à accélérer le développement du marché des ordinateurs quantiques.

C'est la première fois que des processeurs quantiques supraconducteurs sont disponibles dans le commerce. En effet, la supraconduction est l'approche principale et la plus mature des processeurs quantiques – Google a atteint la "suprématie quantique" en 2019 en utilisant des QPU supraconducteurs. Alors que d'autres QPU sont déjà disponibles sur étagère, c'est la première fois qu'un QPU supraconducteur est facilement disponible sous forme de produit, ce qui uniformise les règles du jeu pour l'expérimentation quantique. Le produit propriétaire de QuantWare, baptisé Soprano, est un QPU à 5 qubits.

QuantWare a déclaré que 5 qubits sont suffisants pour la clientèle qu'il compte attirer dans un premier temps, à savoir les laboratoires universitaires et les institutions de recherche. Soprano est basé sur des qubits transmon supraconducteurs superrefroidis similaires à ceux utilisés par les ordinateurs quantiques construits par IBM, D-Wave et Rigetti. Les qubits transmon sont refroidis à des températures inférieures à celles de l'hélium liquide et contrôlés par micro-ondes. Selon les spécifications techniques, il possède une configuration et des caractéristiques de qubits personnalisables avec une fidélité de porte de 99,9 % pour un seul qubit.

Les états des qubits sont stables pendant plus de 10 µs (sous réserve de la qualité de la pile). En outre, QuantWare propose également un amplificateur paramétrique à ondes progressives (TWPA) qui introduit le minimum de bruit autorisé par la nature, avec un gain de 18 dB sur 1,5 GHz. Selon les détails fournis par l'entreprise, cet amplificateur paramétrique à ondes progressives, appelé Crescendo, est déjà disponible en précommande. Le QPU Soprano est livré sous forme de puce ou entièrement emballé, avec un blindage optionnel du dispositif, dans un délai de 30 jours. Les dispositifs sont construits par le partenaire TU Delft.

« Notre processeur quantique Soprano est ce que l'Intel 4004 était pour le secteur des semiconducteurs », a déclaré Matthijs Rijlaarsdam, cofondateur de QuantWare. « Les qubits supraconducteurs sont hautement personnalisables, faciles à contrôler et très évolutifs. Ce caractère pratique fait des qubits supraconducteurs le candidat de loin le plus probable pour les applications de calcul quantique à court terme », a-t-il ajouté. Par ailleurs, l'entreprise n'en est pas à son premier produit quantique commercial. Selon les analystes, les produits de QuantWare réduisent considérablement les coûts traditionnellement requis pour créer une technologie quantique.

Elle a déjà démontré son approche en fournissant un QPU au projet ImpaQT, le premier ordinateur quantique multi-entreprise au monde. « La course à l'informatique quantique utile s'accélère, mais elle est encore réservée à un petit groupe d'entreprises. En rendant les QPU plus disponibles, nous accélérerons le développement de solutions quantiques pratiques aux plus grands problèmes du monde », a déclaré le Dr Alessandro Bruno, cofondateur de QuantWare. Une autre façon d'obtenir un "avantage quantique" consiste à concevoir une puce spécifiquement pour une application particulière.

La startup veut exploiter cela en fabriquant des QPU co-conçus avec des sociétés de logiciels pour leur permettre de développer des processeurs spécialisés dans leurs algorithmes. QuantWare travaille avec Delft Circuits, Qblox, Orange Quantum Systems et l'institut de recherche QuTech sur des normes pour l'informatique quantique proposées au CEN-CENELEC. Ces normes couvrent une division modulaire du matériel d'ordinateur quantique à mettre en correspondance avec le QPU Soprano, et de nouvelles propositions portent sur les spécifications fonctionnelles, l'interfonctionnement et l'interfaçage.

Toujours dans le domaine quantique, une autre percée a été réalisée dernièrement par une équipe de physiciens du Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms et d'autres universités. L'équipe a mis au point un type particulier d'ordinateur quantique, baptisé "simulateur quantique programmable", capable de fonctionner avec 256 bits qubits. Selon les chercheurs, ce nouveau système marque une étape importante vers la construction de machines quantiques à grande échelle qui pourraient être utilisées pour faire la lumière sur une multitude de processus quantiques complexes.

Source : QuantWare

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