Forum du club des développeurs et IT Pro - Programmation parallèle, calcul scientifique et de haute performance (HPC) https://www.developpez.net/forums/ fr Thu, 04 Jun 2026 05:12:24 GMT vBulletin 15 https://forum.developpez.be/images/misc/rss.png Forum du club des développeurs et IT Pro - Programmation parallèle, calcul scientifique et de haute performance (HPC) https://www.developpez.net/forums/ <![CDATA[Les actions de l'informatique quantique s'envolent après l'annonce d'un financement US de 2 Mds $]]> https://www.developpez.net/forums/showthread.php?t=2183839&goto=newpost Fri, 22 May 2026 11:09:32 GMT *Les actions liées à... Les actions liées à l'informatique quantique ont fortement grimpé lors des échanges en préouverture de la bourse, après que le gouvernement US a annoncé une aide de 2 milliards $ pour 9 entreprises du secteur

Les actions américaines du secteur de l'informatique quantique ont fortement augmenté le jeudi 21 mai, avant l'ouverture de la Bourse, lorsque le gouvernement a annoncé un programme de subventions de 2 milliards de dollars destiné à neuf entreprises, dont IBM, qui en est le principal bénéficiaire avec 1 milliard de dollars. Cette initiative de l'administration Trump, qui prévoit des prises de participation de l'État dans chaque société, vise à renforcer la position de leader des États-Unis dans le domaine de l'informatique quantique, à stimuler la croissance économique du pays et à renforcer la sécurité nationale.

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques et des modèles de calcul associés. L'informatique quantique utilise des phénomènes décrits par la mécanique quantique, comme l'intrication quantique ou la superposition quantique, tandis que l'informatique dite « classique » n'exploite que des phénomènes décrits par la physique classique, tels que l'électricité ou la mécanique classique. Les opérations n'y reposent plus sur la manipulation de bits dans un état 1 ou 0, mais de qubits en superposition d'états 1 et 0.

Le jeudi 21 mai 2026, les actions des entreprises spécialisées dans l'informatique quantique ont connu une forte hausse lors des échanges avant l'ouverture de la Bourse, après l'annonce par le gouvernement américain de l'octroi d'une aide financière de 2 milliards de dollars à neuf entreprises actives dans ce secteur. Dans le cadre de cet accord récemment conclu, le gouvernement américain acquiert des participations dans ces entreprises.


IBM apparaît comme le principal bénéficiaire de ce programme, précisant que le département américain du Commerce a accepté d'octroyer à l'entreprise un milliard de dollars. À 7 h 18 (heure de l'Est), l'action IBM s'échangeait en hausse de 6 %, après avoir reculé par rapport aux gains enregistrés plus tôt, qui avaient vu le titre grimper de près de 8 %.

Cette entreprise est l'un des principaux acteurs du mouvement visant à construire des supercalculateurs quantiques. Selon les spécialistes, ces machines seront capables de résoudre des problèmes complexes que les ordinateurs classiques ne peuvent pas traiter.

Les actions de D-Wave ont également enregistré une hausse de 16 %. Celles de Rigetti ont progressé d'environ 13,8 %, tandis que le titre Infleqtion a gagné plus de 23 % avant la séance du 21 mai.

L'administration Trump a officiellement accordé une aide financière considérable de 2 milliards de dollars à neuf entreprises spécialisées dans l'informatique quantique, dans le cadre d'accords prévoyant notamment l'acquisition d'une participation importante par le gouvernement américain.

Ces investissements s'inscrivent dans le prolongement des initiatives politiques de l'administration Trump visant à prendre des participations dans des entreprises essentielles à la chaîne d'approvisionnement nationale, dans le but de contrer la suprématie de la Chine dans certains secteurs, notamment celui de la fabrication de puces électroniques.

Selon IBM, cette initiative vise à faire progresser la technologie quantique nationale et à permettre la production de wafers avancés pour un large éventail de secteurs.

« Cela aidera le pays à consolider sa position de leader au cœur d’une nouvelle industrie quantique en plein essor, qui devrait générer jusqu’à 850 milliards de dollars de valeur économique d’ici 2040 et stimuler la croissance économique américaine, tout en renforçant la sécurité nationale », a déclaré IBM dans un communiqué de presse.

Annonce du National Institute of Standards and Technology (NIST)

Le communiqué de presse annonçant l'octroi d'une aide financière de 2 milliards de dollars pour renforcer le leadership américain dans le domaine de l'informatique quantique est présenté ci-dessous : «

Le ministère du Commerce a annoncé aujourd'hui la signature de neuf lettres d'intention visant à octroyer 2,013 milliards de dollars d'aides fédérales dans le cadre de la loi CHIPS and Science Act.

Ces fonds serviront à soutenir un portefeuille d'entreprises spécialisées dans la technologie quantique, comprenant deux fonderies quantiques nationales et sept entreprises spécialisées dans l'informatique quantique, afin d'accélérer la résolution des défis technologiques les plus critiques dans la course au développement d'ordinateurs quantiques à grande échelle et tolérants aux pannes.

Les mesures d'incitation du département du Commerce en matière de technologie quantique visent à renforcer la position des États-Unis dans ce domaine technologique d'avant-garde. L'informatique quantique a des implications considérables pour la défense nationale, les matériaux de pointe et la recherche biopharmaceutique, la modélisation financière et les systèmes énergétiques. Un écosystème quantique national solide est essentiel pour la sécurité nationale des États-Unis, leur résilience technologique et leur leadership stratégique à long terme.

Ces lettres d'intention témoignent de la volonté de l'administration Trump de renforcer le leadership américain dans le domaine des technologies émergentes en investissant directement dans la fabrication de pointe, la recherche et l'innovation en microélectronique.

« Grâce aux investissements actuels de la loi CHIPS en matière de recherche et développement dans le domaine de l'informatique quantique, l'administration Trump ouvre la voie à une nouvelle ère d'innovation américaine », a déclaré Howard Lutnick, secrétaire au Commerce. « Ces investissements stratégiques dans les technologies quantiques renforceront notre industrie nationale, créant ainsi des milliers d'emplois américains bien rémunérés tout en faisant progresser les capacités quantiques des États-Unis. »

Mesures d'incitation en faveur des fonderies pour accélérer la mise en place d'infrastructures nationales de fabrication quantique

Le ministère du Commerce propose d'accorder des incitations à deux fonderies quantiques (GlobalFoundries et IBM) afin de contribuer à la mise en place et à l'accélération du développement de capacités de production nationales essentielles pour le secteur quantique.

  • GlobalFoundries recevra un financement de 375 millions de dollars destiné à la création d'une fonderie quantique nationale sécurisée, capable de produire des architectures de pointe et de prendre en charge plusieurs modalités (supraconductivité, ions piégés, photonique, topologie et spin sur silicium) utilisées dans les ordinateurs quantiques à grande échelle.
  • IBM va bénéficier d'un financement de 1 milliard de dollars destiné à la création d'une nouvelle filiale spécialisée dans la fabrication de wafers supraconducteurs de qualité quantique, en s'appuyant sur sa position de leader américain dans le domaine des technologies de fabrication de ces wafers.

Le portefeuille quantique couvre plusieurs modalités et répond à des défis technologiques spécifiques

La structure des mesures d'incitation proposées par le ministère du Commerce vise à fournir des capitaux pour constituer un premier portefeuille de sept entreprises qui s'attaqueront aux problèmes d'ingénierie les plus importants et non résolus dans plusieurs domaines quantiques.

« Le CHIPS R&D Office adopte une approche par portefeuille afin de renforcer et d’accélérer le leadership américain dans plusieurs domaines quantiques à la fois, tout en axant chaque subvention sur des problèmes technologiques précis ayant un impact réel », a déclaré Bill Frauenhofer, directeur exécutif chargé de l’investissement et de l’innovation dans le secteur des semi-conducteurs. « Nous mettrons en place des mesures incitatives pour développer les capacités quantiques nationales, résoudre les défis techniques les plus complexes, permettre une accélération sur plusieurs années des feuilles de route technologiques et consolider le leadership américain dans le domaine quantique. »

Les entreprises énumérées ci-dessous, bénéficiaires des aides CHIPS, se consacreront à diverses technologies, notamment celles basées sur les atomes neutres, le spin du silicium, la supraconductivité, la photonique et les ions piégés, et accéléreront la R&D sur les problèmes d'ingénierie non résolus les plus importants, notamment la reproductibilité des dispositifs, la complexité optique, les taux d'erreur, l'intégration des systèmes cryogéniques, le matériel de contrôle, l'électronique de lecture ultra-rapide, les pertes photoniques et les interconnexions.

Atom Computing bénéficiera d'un financement prévu de 100 millions de dollars afin de relever les principaux défis techniques et de fabrication liés à l'informatique quantique à atomes neutres, notamment le développement de matériel et l'intégration de systèmes nécessaires pour manipuler, contrôler et gérer des dizaines de milliers de qubits, ainsi que pour valider leurs performances.

Diraq recevra jusqu'à 38 millions de dollars de financement prévu pour développer et déployer à grande échelle des unités logiques quantiques, ainsi que pour accélérer la mise en place de capacités essentielles de fabrication et d'intégration pour les technologies d'informatique quantique à spin sur silicium, notamment des conceptions innovantes pour des réseaux de qubits fiables et à grande échelle.

D-Wave va bénéficier d'un financement de 100 millions de dollars destiné à financer des avancées décisives dans le domaine des systèmes informatiques quantiques supraconducteurs de type « annealing » et « gate-model », notamment en ce qui concerne le nombre de qubits, les taux d'erreur et la cohérence, grâce à l'optimisation des matériaux diélectriques avancés, au contrôle des interfaces et à des techniques d'encapsulation de haute densité.

Infleqtion bénéficiera d'un financement prévu de 100 millions de dollars afin de développer les systèmes d'ingénierie sous-jacents et de définir les exigences d'intégration pour des ordinateurs quantiques et des architectures à grande échelle basés sur des atomes neutres, notamment des systèmes optiques de haute puissance ainsi que des systèmes innovants de lecture et de correction d'erreurs.

PsiQuantum bénéficiera d'un financement prévu de 100 millions de dollars afin de relever les principaux défis techniques liés à l'informatique quantique photonique, notamment en matière de matériaux électro-optiques matures et hautement performants, de détecteurs de photons uniques à haute température et de boîtiers photoniques à très faibles pertes.

Quantinuum bénéficiera d'un financement prévu de 100 millions de dollars afin de surmonter les goulots d'étranglement technologiques et industriels critiques qui entravent la mise à l'échelle des ordinateurs quantiques à ions piégés tolérants aux pannes, notamment grâce à la photonique intégrée à faibles pertes et à des composants optiques fiables fonctionnant aux longueurs d'onde critiques pour les ions piégés.

Rigetti bénéficiera d'un financement prévu pouvant atteindre 100 millions de dollars afin de relever les principaux défis techniques liés au développement et à la mise à l'échelle des technologies et architectures de calcul quantique supraconducteur de nouvelle génération, notamment la miniaturisation et l'intégration de nouveaux circuits de lecture ainsi que la conception d'architectures de cryostats de nouvelle génération.

Le ministère détiendra une participation minoritaire et sans pouvoir de contrôle dans chaque société, condition préalable à l'octroi des fonds, afin d'optimiser le rendement pour le contribuable américain.

Le CHIPS Research and Development Office continue de solliciter des propositions de la part de candidats éligibles pour des projets de recherche, de prototypage et de solutions commerciales visant à faire progresser la technologie microélectronique aux États-Unis. Les candidats éligibles sont invités à postuler dans le cadre de l'appel à propositions 2025-NIST-CHIPS-CRDO-01 sur le site grants.gov.

»

Le soutien financier accordé par Washington au secteur quantique intervient dans un contexte de préoccupations croissantes concernant les répercussions de cette technologie sur la sécurité des données et les systèmes de chiffrement actuels.

Brian Witten, vice-président et directeur de la sécurité des produits chez Aptiv, a averti qu'il est temps d'investir dans la cybersécurité quantique, car les ordinateurs quantiques pourraient compromettre les algorithmes de chiffrement actuels dans un délai de sept à dix ans. Il souligne que le chiffrement post-quantique, normalisé par le NIST en 2024, constitue désormais un axe stratégique prioritaire. Il invite ainsi les entreprises à planifier leur transition, à adapter leurs systèmes existants et à coordonner leurs chaînes d'approvisionnement.

Source : Annonce du NIST

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:fleche: Trouvez-vous cette initiative du gouvernement américain crédible ou pertinente ?

Voir aussi :

:fleche: Les avancées récentes dans le domaine quantique rapprochent les Big Tech de la zone de danger du « Q-Day », le moment critique où un ordinateur quantique brisera les systèmes de chiffrement actuels

:fleche: La puce quantique Willow de Google exécute un algorithme qui démontre un avantage quantique vérifiable sur du matériel, une avancée majeure vers les applications concrètes de l'informatique quantique

:fleche: Le monde n'est absolument pas prêt pour contrer l'apocalypse des cyberattaques quantiques, seules 23% des organisations ont commencé à travailler sur la cryptographie post-quantique (PQC) ]]> Programmation parallèle, calcul scientifique et de haute performance (HPC) Anthony https://www.developpez.net/forums/d2183839/general-developpement/algorithme-mathematiques/programmation-parallele-calcul-scientifique-haute-performance-hpc/actions-l-informatique-quantique-s-envolent-apres-l-annonce-d-financement-us-2-mds/ Pour sécuriser internet contre les ordinateurs quantiques, Google ressort une idée mathématique de 1979 https://www.developpez.net/forums/showthread.php?t=2182411&goto=newpost Mon, 02 Mar 2026 18:13:46 GMT *Pour sécuriser internet... Pour sécuriser internet contre les ordinateurs quantiques, Google ressort une idée mathématique de 1979 :
les arbres de Merkle vont refonder la sécurité HTTPS d'ici 2027

Google vient d'annoncer un programme ambitieux pour rendre les certificats HTTPS résistants aux ordinateurs quantiques. La solution, développée en collaboration avec Cloudflare et l'IETF, ne consiste pas à simplement greffer de nouveaux algorithmes sur l'infrastructure existante — elle en repense l'architecture de fond en comble, en s'appuyant sur une structure mathématique vieille de quatre décennies : les arbres de Merkle.

La menace des ordinateurs quantiques sur la cryptographie n'est pas nouvelle. Depuis des années, chercheurs et ingénieurs sécurité alertent sur ce que l'on appelle la « Q-Day » — le jour hypothétique où un ordinateur quantique suffisamment puissant sera capable de casser les algorithmes à clé publique sur lesquels repose l'essentiel de la sécurité d'internet. RSA, ECDSA, Diffie-Hellman : autant de piliers qui s'effondreraient comme des châteaux de cartes face à l'algorithme de Shor.

La réponse de la communauté cryptographique a été rapide : le NIST a standardisé plusieurs algorithmes post-quantiques, dont ML-DSA (anciennement CRYSTALS-Dilithium) et SLH-DSA (anciennement SPHINCS+). Ces algorithmes sont mathématiquement robustes face aux attaques quantiques. Mais ils souffrent d'un défaut rédhibitoire pour un déploiement à grande échelle sur le web : leur taille.

Une signature ML-DSA peut peser environ 2 400 octets, et les signatures SLH-DSA peuvent atteindre plusieurs dizaines de kilooctets. Pour comparaison, une signature ECDSA P-256 ne fait que 64 octets — soit un facteur multiplicatif d'environ 37. Dans le contexte d'une poignée de mains TLS, où ces données transitent à chaque connexion sécurisée, cette inflation est catastrophique.

Un simple remplacement à l'identique aurait un impact notable sur les performances et n'offrirait aucun bénéfice en matière de sécurité avant la Q-Day. Ce qui en fait une proposition difficile à activer par défaut dès aujourd'hui. Et pourtant, le temps presse : les attaques de type « harvest now, decrypt later » consistent à intercepter dès maintenant des données chiffrées pour les déchiffrer plus tard, une fois les machines quantiques disponibles. L'horloge tourne.

Merkle à la rescousse : la beauté d'une idée des années 1970

Google s'appuie sur un concept inventé par Ralph Merkle à la fin des années 1970 pour contourner le problème de taille. Le principe des arbres de Merkle (Merkle Trees) est élégant : au lieu d'apposer une signature post-quantique sur chaque certificat individuellement, une Autorité de Certification (CA) ne signe qu'une seule fois la « racine » de l'arbre, appelée Tree Head. Cette racine représente synthétiquement l'ensemble des certificats regroupés dans l'arbre.

Dans ce modèle, une CA signe un unique « Tree Head » représentant potentiellement des millions de certificats, et le « certificat » transmis au navigateur n'est qu'une preuve d'inclusion légère dans cet arbre.

Cette preuve d'inclusion — ou Merkle proof — est compacte par nature. Sa taille est logarithmique par rapport au nombre de certificats : même un arbre contenant des milliards de certificats ne nécessiterait que quelques centaines d'octets de données de preuve. La grande signature post-quantique, lourde par essence, n'existe qu'une seule fois, au niveau de la racine, et peut être mise en cache ou distribuée hors bande. Ce qui transite lors de la poignée de mains TLS, c'est uniquement la preuve d'inclusion, compacte et efficace.

Si le client est suffisamment à jour, la poignée de mains TLS ne nécessite qu'une signature, une clé publique et une preuve d'inclusion Merkle. Le résultat : une empreinte réseau comparable — voire inférieure — à celle des certificats X.509 classiques, tout en offrant une résistance quantique complète.

Nom : merkle.png Affichages : 23168 Taille : 28,0 Ko

PLANTS : le cadre IETF qui officialise la démarche

Cette approche ne relève pas du projet isolé d'une seule entreprise. L'Internet Engineering Task Force (IETF) a récemment créé un groupe de travail dédié, baptisé PKI, Logs, And Tree Signatures (PLANTS), dont l'objectif est d'adresser les défis de performance et de bande passante que la taille accrue de la cryptographie résistante aux quantas introduit dans les connexions TLS nécessitant la Certificate Transparency (CT).

Les Merkle Tree Certificates (MTS) ont débuté comme un draft individuel, draft-davidben-tls-merkle-tree-certs, et ont depuis été adoptés par le groupe de travail PLANTS de l'IETF. Les cinq co-auteurs du draft sont issus de Google, Cloudflare et Geomys — un signal fort de la convergence de l'industrie autour de cette approche.

Les MTC ne se contentent pas de résoudre le problème de taille. Avec les MTC, la transparence est une propriété fondamentale de l'émission : il est impossible d'émettre un certificat sans l'inclure dans un arbre public. Les propriétés de sécurité de l'écosystème CT actuel sont donc incluses par défaut, sans ajouter de surcharge supplémentaire à la poignée de mains TLS. La Certificate Transparency, aujourd'hui implémentée comme une couche additionnelle coûteuse en bande passante, devient intrinsèque au mécanisme.

Le plan de déploiement de Google : trois phases d'ici 2027

Google a présenté une feuille de route structurée en trois phases pour Chrome.

La Phase 1 est déjà en cours : en collaboration avec Cloudflare, Google conduit une étude de faisabilité pour évaluer les performances et la sécurité des connexions TLS reposant sur les MTC. Pour garantir une expérience transparente et sécurisée aux utilisateurs Chrome qui pourraient rencontrer un MTC, chaque connexion MTC est doublée d'un certificat X.509 traditionnel et de confiance pendant cette expérience. Concrètement, environ 1 000 certificats TLS ont été enrôlés dans le nouveau système pour évaluation.

La Phase 2, prévue pour le premier trimestre 2027, consistera à inviter les opérateurs de logs Certificate Transparency disposant d'au moins un log « utilisable » dans Chrome avant le 1er février 2026 à participer au bootstrapping initial des MTC publics. Google justifie ce choix par leur expérience opérationnelle des services à haute disponibilité et leurs similarités architecturales avec l'infrastructure MTC.

La Phase 3, ciblée pour le troisième trimestre 2027, introduira le Chrome Quantum-resistant Root Store (CQRS), un store de confiance moderne conçu spécifiquement pour les MTC. googleblog Ce nouveau store fonctionnera en parallèle du Chrome Root Store existant, garantissant une transition gérée sans rupture pour les utilisateurs.

Un chantier qui va bien au-delà des algorithmes

Ce qui est frappant dans l'approche de Google, c'est qu'elle ne se limite pas à substituer des algorithmes. L'équipe Chrome profite de cette transition pour remettre à plat plusieurs aspects de l'infrastructure PKI web qui avaient accumulé de la dette technique.

Parmi les évolutions envisagées : la généralisation des workflows ACME-only pour réduire la complexité et garantir l'agilité cryptographique, la refonte du modèle de révocation pour remplacer les CRL hérités, l'exploration de la validation de contrôle de domaine « reproductible » permettant à n'importe qui de vérifier indépendamment la légitimité d'une validation, et l'évolution du modèle de supervision des CA pour privilégier une surveillance continue et vérifiable externe plutôt que des audits annuels par tiers.

Google précise également qu'il prévoit de supporter les certificats X.509 traditionnels avec des algorithmes résistants aux quantas pour les PKI privées — c'est-à-dire non incluses dans le Chrome Root Store — plus tard cette année

Les enjeux pour l'écosystème

La décision de Google de ne pas ajouter de certificats X.509 post-quantiques au Chrome Root Store est structurante pour l'ensemble de l'industrie. Elle signifie que les autorités de certification qui voudront rester dans le périmètre de confiance de Chrome devront migrer vers l'architecture MTC, adopter les workflows ACME, et satisfaire aux nouvelles exigences opérationnelles du Chrome Quantum-resistant Root Program.

Pour les équipes d'infrastructure et de sécurité des entreprises, la transition vers les MTC impliquera des mises à jour des outils de gestion de certificats, des systèmes de monitoring, et potentiellement des appareils ou logiciels ne supportant pas les nouveaux mécanismes de validation hors bande. Les environnements air-gapped ou les clients TLS très contraints qui ne peuvent pas synchroniser régulièrement un état de transparence seront particulièrement impactés.

Il reste enfin une question ouverte : le calendrier. Les migrations prennent toujours plus de temps que prévu. À en croire certains ingénieurs, si nous voulons préserver un internet universellement privé et sécurisé, nous avons besoin d'une solution post-quantique suffisamment performante pour être activée par défaut dès aujourd'hui. Selon eux, l'urgence est réelle, et la fenêtre de déploiement sereine se referme progressivement au fur et à mesure que les progrès en informatique quantique s'accélèrent.

Sources : Google, Cloudflare

Et vous ?

:fleche: La décision de Google d'exclure les certificats X.509 post-quantiques du Chrome Root Store va-t-elle accélérer ou fragmenter la transition vers la cryptographie résistante aux quantas ? Les autres navigateurs (Firefox, Safari) suivront-ils le même chemin ou maintiendront-ils le X.509 comme standard ?

:fleche: Le modèle de distribution hors bande des arbres de Merkle suppose que les clients soient régulièrement mis à jour pour synchroniser l'état de transparence. Comment gérer les appareils IdO, les systèmes embarqués et les environnements isolés qui ne bénéficient pas de mises à jour régulières ?

:fleche: La consolidation du bootstrapping des MTC autour des opérateurs de logs CT existants crée-t-elle un nouveau point de centralisation dangereux dans l'infrastructure de confiance du web, ou est-ce une nécessité pragmatique pour assurer la robustesse du démarrage ?

:fleche: L'abandon progressif des audits annuels tiers au profit d'une surveillance continue automatisée représente-t-il une amélioration réelle de la sécurité, ou risque-t-on de perdre le regard humain critique que ces audits apportent ?

Voir aussi :

:fleche: Signal dévoile un protocole de chiffrement post-quantique conçu pour garantir la confidentialité persistante des échanges et la sécurité post-compromission,
sans altérer les performances de l'application

:fleche: Un processeur quantique a résolu en quelques minutes un problème complexe du monde réel qu'un superordinateur classique mettrait des millions d'années à résoudre affirment des chercheurs de D-Wave Quantum Inc

:fleche: Pourquoi il est temps d'investir dans la cybersécurité quantique : L'avis de Brian Witten, vice-président et directeur de la sécurité des produits chez Aptiv
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]]> Programmation parallèle, calcul scientifique et de haute performance (HPC) Stéphane le calme https://www.developpez.net/forums/d2182411/general-developpement/algorithme-mathematiques/programmation-parallele-calcul-scientifique-haute-performance-hpc/securiser-internet-contre-ordinateurs-quantiques-google-ressort-idee-mathematique-1979-a/ <![CDATA[Des ingénieurs viennent de trouver un moyen de refroidir les systèmes quantiques à l'aide de bruit micro-ondes]]> https://www.developpez.net/forums/showthread.php?t=2181928&goto=newpost Wed, 04 Feb 2026 19:04:14 GMT *Des ingénieurs viennent de... Des ingénieurs viennent de trouver un moyen de refroidir les systèmes quantiques à l'aide de bruit micro-ondes : le "réfrigérateur quantique" régule la chaleur à l'intérieur même des circuits supraconducteurs

Une équipe de chercheurs de l'université technologique Chalmers, en Suède, a présenté une nouvelle approche pour refroidir les systèmes quantiques. Dans une étude publiée dans Nature Communications, les scientifiques présentent un « réfrigérateur quantique minimal » qui utilise un bruit micro-ondes contrôlé avec précision pour diriger la chaleur à l'intérieur des circuits supraconducteurs. Ce système permet de contrôler avec précision les courants thermiques à l'échelle de l'attowatt (10-18 Watt), là où les méthodes de réfrigération cryogénique conventionnelles échouent. En attribuant un rôle constructif au bruit, l'étude suggère de nouvelles stratégies pour stabiliser le matériel quantique à mesure que les architectures deviennent plus grandes et plus complexes.

La plus grande promesse de l'informatique quantique reste son plus grand paradoxe : les conditions qui permettent aux qubits d'accomplir des prouesses extraordinaires en matière de calcul les rendent également extrêmement fragiles. La moindre vibration, le moindre photon ou la moindre fluctuation thermique peut effacer des informations. Des chercheurs de l'université technologique de Chalmers, en Suède, ont désormais pris une mesure contre-intuitive pour résoudre ce problème : utiliser le bruit plutôt que de l'éliminer.

Dans un article récemment publié dans Nature Communications, l'équipe de Chalmers a dévoilé ce qu'elle appelle un « réfrigérateur quantique minimal ». Le dispositif fonctionne non pas en protégeant les qubits des perturbations, mais en exploitant un caractère aléatoire contrôlé – un bruit micro-ondes réglé avec précision – pour diriger le flux de chaleur dans les circuits supraconducteurs.

Cette approche non conventionnelle offre un nouveau mécanisme pour stabiliser les systèmes quantiques qui, sans cela, seraient submergés par des changements d'énergie microscopiques.

Au cœur de l'expérience se trouve une « molécule artificielle » supraconductrice, construite non pas à partir d'atomes, mais à partir de circuits électroniques. À l'instar d'une molécule naturelle, elle échange de l'énergie via deux canaux micro-ondes, qui servent de réservoirs chauds et froids.

Nom : refrigerateur quantique bruit micro-ondes fig 2.png Affichages : 7548 Taille : 96,7 Ko
L'image montre deux minuscules circuits quantiques (qubits transmons) reliés par des guides micro-ondes et des lignes de contrôle. En ajustant les signaux électriques à travers ces connexions, les chercheurs peuvent régler la manière dont les qubits interagissent et partagent l'énergie, ce qui les aide à étudier comment les états quantiques changent et perdent leur cohérence.

Lorsque les chercheurs introduisent une bande contrôlée de fluctuations aléatoires du signal via un troisième canal, le bruit injecté déclenche et module le transport thermique entre les réservoirs, fonctionnant ainsi comme un commutateur pour le flux de chaleur.

Simon Sundelin, doctorant en technologie quantique et auteur principal de l'étude, décrit ce principe comme une dissipation guidée : en modelant délibérément le spectre du bruit, l'équipe peut mesurer et contrôler des courants thermiques de l'ordre de l'attowatt, révélant ainsi le comportement de la chaleur à des échelles presque imperceptibles.

Pour mettre cela en perspective : si un courant aussi faible était utilisé pour réchauffer une goutte d'eau, il faudrait plus de temps que l'âge de l'univers pour augmenter sa température d'un seul degré Celsius.

Nom : refrigerateur quantique bruit micro-ondes fig 1.png Affichages : 1374 Taille : 211,9 Ko
Deux canaux micro-ondes, représentés en rouge et en bleu, servent de sources d'énergie chaudes et froides connectées à une paire de qubits couplés. En envoyant un bruit micro-ondes contrôlé dans le système, les chercheurs peuvent piloter et contrôler la façon dont la chaleur circule entre les qubits.

Cette idée s'inspire d'un concept théorique connu depuis longtemps sous le nom de réfrigération brownienne : l'idée que le mouvement aléatoire, dans des conditions appropriées, peut générer un effet de refroidissement directionnel.

Simone Gasparinetti, professeur associé en technologie quantique à Chalmers et auteur principal de l'étude, qualifie le dispositif du groupe comme la réalisation la plus complète de cette théorie à ce jour. En donnant au bruit un rôle constructif, les chercheurs ont trouvé un moyen d'équilibrer le flux thermodynamique à une échelle où la réfrigération cryogénique conventionnelle échoue.

Les processeurs quantiques basés sur des circuits supraconducteurs, tels que ceux construits par IBM, Google et d'autres, doivent fonctionner à des températures proches du zéro absolu, soit environ -273 °C. Dans ces conditions, les électrons se déplacent sans résistance, ce qui permet les états intriqués qui sous-tendent la logique quantique.

Et pourtant, même à des températures proches de zéro, la chaleur reste l'un des adversaires les plus tenaces de l'informatique quantique. Dans les architectures à grande échelle, le nombre de sources potentielles de chaleur et de bruit augmente considérablement, rendant le contrôle thermique direct crucial pour toute machine quantique réaliste.

Nom : refrigerateur quantique bruit micro-ondes fig 3.png Affichages : 1345 Taille : 66,3 Ko
L'illustration montre le transfert de puissance mesuré entre les guides micro-ondes. a) Densité spectrale de puissance (PSD) extraite simultanément des guides micro-ondes antisymétrique (bleu) et symétrique (rouge) pour différents taux de déphasage. b) Flux thermique obtenu à partir de la PSD intégrée des deux guides micro-ondes en fonction du déphasage.

Il est intéressant de noter que le réfrigérateur minimaliste de Chalmers ne se limite pas au refroidissement. Selon le réglage de ses réservoirs, il peut également fonctionner comme un moteur thermique ou même un amplificateur. Cette polyvalence pourrait s'avérer essentielle pour la conception de composants quantiques modulaires qui gèrent la dissipation localement à travers un processeur.

Aamir Ali, coauteur de l'étude, souligne que ce qui distingue cette approche, c'est son ampleur : elle permet une régulation thermique « depuis l'intérieur » du circuit quantique lui-même, plutôt que de reposer entièrement sur une réfrigération externe massive.

Cette avancée n'élimine pas les obstacles redoutables qui entravent la mise en pratique de l'informatique quantique, mais elle redéfinit l'un de ses problèmes centraux. Plutôt que de considérer le bruit comme une force purement destructrice, les travaux de Chalmers montrent que, lorsqu'il est correctement maîtrisé, le hasard peut faire partie de la solution.

La découverte des chercheurs suédois survient alors que l’informatique quantique continue de susciter un mélange d'enthousiasme et de scepticisme. Malgré une forte visibilité médiatique et des investissements croissants, de nombreux chercheurs rappellent que cette technologie est encore immature et que ses applications pratiques demeurent éloignées. Face à ce constat, plusieurs voix appellent à tempérer les attentes. Elles estiment que la promesse d'une révolution rapide du calcul quantique a été surévaluée, et que les progrès se feront par une succession d'améliorations incrémentales plutôt que par une rupture brutale.

Source : Etude de l'université technologique Chalmers

Et vous ?

:fleche: Quel est votre avis sur le sujet ?
:fleche: Trouvez-vous les conclusions de cette étude de l'université de Chalmers crédibles ou pertinentes ?

Voir aussi :

:fleche: Le Japon lance le premier ordinateur quantique entièrement développé dans le pays, qui utilise des qubits supraconducteurs et des composants fabriqués localement, et repose sur le système open source OQTOPUS

:fleche: Un ordinateur quantique génère pour la première fois un nombre véritablement aléatoire, les implications sont considérables et touchent entre autres le domaine de la cryptographie

:fleche: Un processeur quantique a résolu en quelques minutes un problème complexe du monde réel qu'un superordinateur classique mettrait des millions d'années à résoudre, affirment des chercheurs de D-Wave Quantum Inc
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Le prix Nobel de physique 2025 a été décerné à trois chercheurs, dont un Français, pour leurs travaux révolutionnaires ayant permis de mettre en évidence des phénomènes quantiques macroscopiques. Les lauréats ont démontré qu'il était possible d'observer un comportement quantique dans des conditions soigneusement contrôlées, même pour des systèmes de grande taille composés de milliards de ces petites particules. Réalisés dans les années 1980, ces travaux ont jeté les bases du développement de l'informatique quantique et influent encore aujourd'hui sur le domaine.

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques et des modèles de calcul associés. La notion s'oppose à celle d'informatique dite « classique » n'exploitant que des phénomènes décrits par la physique classique, notamment l'électricité ou la mécanique classique. En effet, l'informatique quantique utilise également des phénomènes décrits par la mécanique quantique, comme l'intrication quantique ou la superposition quantique. Les opérations ne sont plus basées sur la manipulation de bits dans un état 1 ou 0, mais de qubits en superposition d'états 1 et 0. Comme toutes les sciences dites « quantiques », l'informatique quantique est une science qui traite de sujets en rapport avec l'infiniment petit. Ainsi, ce qui permet les super-calculateurs quantiques en informatique, c'est l'utilisation d'unités de calculs infiniment petits et pouvant contenir énormément d'informations, qu'on appelle des Qbits (des Qtrits et des Qdits aussi, selon ce qu'on veut faire). Ce traitement particulier a permis notamment des prouesses de miniaturisation et des avancées spectaculaires pour augmenter les cadences de calcul, mais aussi pour construire de nouveaux outils, comme les lunettes quantiques.

Les particules de très petite taille, de l'ordre de l'atome ou moins, se comportent de manière très différente des objets que nous rencontrons dans notre vie quotidienne. Le comportement des petites particules, parfois extrêmement contre-intuitif, est décrit par les lois de la mécanique quantique. Ces particules individuelles semblent exister à plusieurs endroits à la fois (superposition) ou traverser comme par magie des barrières physiques telles que des murs (effet tunnel). Ces propriétés ne sont généralement pas observées chez les objets de grande taille, même s'ils sont constitués des mêmes petites particules.

Le prix Nobel de physique de cette année a été décerné à trois scientifiques qui ont démontré qu'il était possible, même pour de grands systèmes composés de milliards de ces petites particules, de présenter un comportement quantique dans des conditions soigneusement contrôlées. John Clarke, Michel Devoret et John Martinis ont reçu le prix Nobel de physique 2025 « pour la découverte de l'effet tunnel quantique macroscopique et de la quantification de l'énergie dans un circuit électrique ».

Leurs travaux, réalisés au milieu des années 1980, ont ouvert la voie au développement des ordinateurs quantiques, qui constituent aujourd'hui l'un des domaines les plus actifs de la recherche scientifique.


Effet tunnel

John Clarke, Michel Devoret et John Martinis travaillaient ensemble à l'université de Californie, à Berkeley, lorsqu'ils ont mené une série d'expériences en 1984 et 1985 sur des circuits électriques spéciaux. John Martinis était doctorant, Devoret était post-doctorant et Clarke était leur professeur et directeur de thèse lorsqu'ils ont mené ces travaux.

Pour leurs expériences, ils ont utilisé un dispositif très similaire à celui qui avait déjà valu à Brian Josephson le prix Nobel de physique en 1973. Il s'agissait d'un circuit électrique contenant deux supraconducteurs, des matériaux qui, dans des conditions particulières, permettent à l'électricité de circuler librement sans aucune résistance. Les deux supraconducteurs étaient séparés par un isolant mince, un matériau qui ne laisse passer aucun courant électrique.

Dans des circonstances normales, ce type de circuit ne permettrait pas la circulation du courant, car l'isolant agit comme une barrière. Mais l'utilisation de supraconducteurs (au lieu de matériaux conducteurs normaux) permet la circulation du courant — une découverte qui a valu à Josephson le prix Nobel et qui a donné à la configuration supraconducteur-isolant-supraconducteur le nom de jonction Josephson.

« La supraconductivité elle-même est, en quelque sorte, un comportement quantique. Tous les électrons du matériau se déplacent ensemble de manière coordonnée, comme s'ils faisaient partie d'une seule onde quantique. Dans le type de configuration électrique créée par Josephson, le courant électrique présente un effet tunnel, ce qui n'est pas surprenant pour une particule quantique », explique Rajamani Vijayraghavan, professeur associé au département de physique de la matière condensée et des sciences des matériaux de l'Institut Tata de recherche fondamentale. Vijayraghavan a obtenu son doctorat sous la direction de Michel Devoret et a également collaboré avec les deux autres lauréats.

Les travaux de Josephson ont été révélateurs et ont donné lieu à toute une série de nouvelles applications, par exemple dans le domaine des mesures précises des constantes physiques fondamentales et des champs magnétiques.

Prédiction et confirmation

John Clarke, professeur à l'université de Californie à Berkeley, étudiait certains de ces phénomènes avec la jonction Josephson dans les années 1980, lorsqu'il a été rejoint par Michel Devoret et John Martinis. Influencés par les prédictions d'un autre physicien lauréat du prix Nobel, Tony Leggett, qui avait suggéré que le comportement quantique à un niveau macroscopique pouvait être observé dans un dispositif de type jonction Josephson, le trio a commencé à travailler pour valider cette hypothèse expérimentalement.

Ils ont utilisé un dispositif similaire à celui de Josephson, mais ont dû prendre soin d'isoler méticuleusement l'ensemble du dispositif de son environnement afin d'éviter toute interférence. La moindre interférence pouvait détruire les effets quantiques.

Ce qu'ils ont finalement pu démontrer, c'est que l'ensemble du circuit, et pas seulement les électrons circulant dans le dispositif de Josephson, présentait un comportement quantique.

Le circuit ne pouvait exister que dans certains états énergétiques discrets, chacun correspondant à une valeur particulière du courant, et non dans des états énergétiques intermédiaires, ce qui est un comportement typiquement quantique. De plus, le circuit pouvait passer d'un état énergétique discret à un autre à travers la barrière isolante, démontrant ainsi un effet tunnel quantique macroscopique.

Nom : nobel physique quantique.PNG Affichages : 11781 Taille : 315,8 Ko

« C'était la première fois que le comportement quantique était démontré à une échelle macroscopique. C'était très important. Cependant, cela n'a pas fait beaucoup de bruit à l'époque. Mais avec le temps, l'importance de leur résultat a été reconnue et ses implications ont commencé à apparaître clairement », a déclaré Vijayaraghavan.

« Du point de vue de la physique fondamentale, cela a apporté la première réponse claire à la question de savoir quelle taille un système peut avoir tout en continuant à présenter un comportement quantique. Cette question n'est toujours pas résolue, mais au moins cette expérience a montré que des systèmes aussi grands que celui-ci pouvaient présenter un comportement quantique. Du point de vue de l'impact, je dirais que cela a vraiment ouvert la voie à la construction de bits quantiques, ou qubits, qui sont des unités d'information dans un ordinateur quantique. À l'époque où ces travaux ont été réalisés, les ordinateurs quantiques étaient encore loin d'exister. Mais aujourd'hui, les circuits supraconducteurs sont l'une des plateformes les plus populaires pour créer des qubits », a-t-il déclaré.

Le communiqué de presse du comité Nobel de Physique est présenté ci-dessous :

Citation:
L'Académie royale des sciences de Suède a décidé d'attribuer le prix Nobel de physique 2025 à :

  • John Clarke, Université de Californie, Berkeley, États-Unis
  • Michel H. Devoret, Université Yale, New Haven, Connecticut, États-Unis, et Université de Californie, Santa Barbara, États-Unis
  • John M. Martinis, Université de Californie, Santa Barbara, États-Unis

« pour la découverte de l'effet tunnel quantique macroscopique et de la quantification de l'énergie dans un circuit électrique ».

Leurs expériences sur une puce ont révélé la physique quantique en action.

Une question majeure en physique est la taille maximale d'un système pouvant démontrer des effets quantiques. Les lauréats du prix Nobel de cette année ont mené des expériences avec un circuit électrique dans lequel ils ont démontré à la fois l'effet tunnel quantique et les niveaux d'énergie quantifiés dans un système suffisamment grand pour tenir dans la main.

La mécanique quantique permet à une particule de traverser une barrière en ligne droite, grâce à un processus appelé « effet tunnel ». Dès qu'un grand nombre de particules est impliqué, les effets quantiques deviennent généralement insignifiants. Les expériences menées par les lauréats ont démontré que les propriétés quantiques peuvent être concrétisées à une échelle macroscopique.

En 1984 et 1985, John Clarke, Michel H. Devoret et John M. Martinis ont mené une série d'expériences avec un circuit électronique constitué de supraconducteurs, des composants capables de conduire le courant sans résistance électrique. Dans le circuit, les composants supraconducteurs étaient séparés par une fine couche de matériau non conducteur, une configuration connue sous le nom de jonction Josephson. En affinant et en mesurant toutes les différentes propriétés de leur circuit, ils ont pu contrôler et explorer les phénomènes qui se produisaient lorsqu'ils y faisaient passer un courant. Ensemble, les particules chargées se déplaçant à travers le supraconducteur formaient un système qui se comportait comme s'il s'agissait d'une seule particule remplissant l'ensemble du circuit.

Ce système macroscopique de type particulaire se trouve initialement dans un état où le courant circule sans tension. Le système est piégé dans cet état, comme s'il était bloqué derrière une barrière infranchissable. Dans l'expérience, le système montre son caractère quantique en parvenant à échapper à l'état de tension nulle grâce à l'effet tunnel. Le changement d'état du système est détecté par l'apparition d'une tension.

Les lauréats ont également pu démontrer que le système se comporte de la manière prévue par la mécanique quantique : il est quantifié, ce qui signifie qu'il n'absorbe ou n'émet que des quantités d'énergie spécifiques.

« C'est merveilleux de pouvoir célébrer la façon dont la mécanique quantique, vieille d'un siècle, continue d'offrir de nouvelles surprises. Elle est également extrêmement utile, car la mécanique quantique est à la base de toutes les technologies numériques », déclare Olle Eriksson, président du Comité Nobel de physique.

Les transistors des micropuces informatiques sont un exemple de la technologie quantique établie qui nous entoure. Le prix Nobel de physique de cette année a ouvert la voie au développement de la prochaine génération de technologies quantiques, notamment la cryptographie quantique, les ordinateurs quantiques et les capteurs quantiques.
Source : Annonce des lauréats du prix Nobel de physique 2025

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Voir aussi :

:fleche: Le Japon lance le premier ordinateur quantique entièrement développé dans le pays, qui utilise des qubits supraconducteurs et des composants fabriqués localement, et repose sur le système open source OQTOPUS

:fleche: Atlantic Quantum a annoncé s'associer à Google Quantum AI afin d'accélérer les progrès de l'équipe dans la création d'ordinateurs quantiques tolérants aux pannes

:fleche: Le PDG de Nvidia, Jensen Huang, déclare qu'il s'est trompé sur le calendrier de l'informatique quantique, et s'étonne que ses commentaires sur l'arrivée des ordinateurs quantiques utiles aient nui aux actions
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]]> Programmation parallèle, calcul scientifique et de haute performance (HPC) Anthony https://www.developpez.net/forums/d2179737/general-developpement/algorithme-mathematiques/programmation-parallele-calcul-scientifique-haute-performance-hpc/prix-nobel-physique-decerne-trois-chercheurs-leurs-decouvertes-mecanique-quantique/ <![CDATA[Atlantic Quantum a annoncé s'associer à Google Quantum AI]]> https://www.developpez.net/forums/showthread.php?t=2179643&goto=newpost Fri, 03 Oct 2025 12:02:41 GMT *Atlantic Quantum a annoncé... Atlantic Quantum a annoncé s'associer à Google Quantum AI afin d'accélérer les progrès de l'équipe dans la création d'ordinateurs quantiques tolérants aux pannes.

Atlantic Quantum a annoncés'associer à Google Quantum AI afin d'accélérer les progrès de l'équipe dans la création d'ordinateurs quantiques tolérants aux pannes. On ne sait pas encore exactement ce que signifie « s'associer », car cela pourrait indiquer une acquisition, un partenariat de développement, l'embauche d'employés et l'achat d'actifs, ou tout autre accord entre les deux sociétés.

L'informatique quantique est le sous-domaine de l'informatique qui traite des calculateurs quantiques et des modèles de calcul associés. L'informatique quantique utilise des phénomènes décrits par la mécanique quantique, comme l'intrication quantique ou la superposition quantique. Les opérations ne sont plus basées sur la manipulation de bits dans un état 1 ou 0, mais de qubits en superposition d'états 1 et 0. Il est largement admis qu'un ordinateur quantique évolutif pourrait effectuer certains calculs à une vitesse exponentiellement supérieure à celle de n'importe quel ordinateur classique.

Récemment, Atlantic Quantum a annoncé qu'elle s'associerait à Google Quantum AI afin d'accélérer les progrès de l'équipe dans la création d'ordinateurs quantiques tolérants aux pannes. On ne sait pas encore exactement ce que signifie « s'associer », car cela pourrait indiquer une acquisition, un partenariat de développement, l'embauche d'employés et l'achat d'actifs, ou tout autre accord entre les deux sociétés, mais nous espérons que cela sera clarifié à l'avenir.

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Atlantic Quantum, qui est issue d'un laboratoire du MIT en 2022, possède des bureaux à Cambridge, dans le Massachusetts, et à Göteborg, en Suède. La société apporte des technologies intéressantes qui pourraient s'avérer très utiles pour les efforts de Google dans le domaine de l'informatique quantique. Il s'agit notamment de qubits supraconducteurs à base de fluxonium qui peuvent offrir une fidélité bien supérieure à celle des qubits transmon actuellement utilisés par Google.

La société avait précédemment annoncé des fidélités supérieures à 99,9 % pour les portes à deux qubits et à 99,997 % pour les portes à un seul qubit. La société a également annoncé avoir créé le premier circuit intégré quantique au monde, qui combine des commandes et des qubits dans une seule pile de puces modulaires à l'intérieur du cryostat. Atlantic Quantum dispose également d'actifs logiciels qui peuvent ou non être précieux pour le groupe fusionné. Il s'agit notamment de Svalbard, une base de données pour le stockage de données expérimentales, et de Shipyard, un compilateur pour OpenQASM, un langage open source pour les circuits quantiques. Le logiciel Shipyard pourrait être redondant avec le logiciel Cirq de Google, car ils semblent tous deux remplir des fonctions similaires.

Google et Atlantic Quantum ont tous deux été sélectionnés pour participer à la phase A de l'initiative Quantum Benchmarking Initiative (QBI) de la DARPA, et il est fort probable que la fusion de leurs deux technologies les aidera à passer à la phase B. En outre, Atlantic Quantum a participé à plusieurs autres programmes de partenariat et de subvention avec des organisations telles que le MIT, l'US Air Force, Riverlane, le département américain de l'énergie et SCALINQ. On ne sait pas si tous ces programmes vont se poursuivre.

Cette annonce confirme les efforts de Google dans le domanie des ordinateurs quantiques. En mars 2024, Google s'était déjà associé à GESDA (Geneva Science and Diplomacy Anticipator) et XPRIZE pour stimuler l'innovation dans les technologies quantiques via un concours pour trouver des applications quantiques qui pourraient bénéficier à la société. À la clé, 5 millions de dollars. Le prix servait à aider les chercheurs en informatique quantique à déplacer leur attention des définitions techniques de l'avantage quantique vers des utilisations concrètes. En d'autre terme, trouver quoi faire avec un ordinateur quantique.

Concernant les progès de Google dans le domaine, en décembre 2024, la société a déclaré que sa nouvelle puce quantique Willow confirme l'existence d'univers parallèles. Google a suggéré ainsi que sa puce quantique pourrait puiser dans des univers parallèles pour obtenir ses résultats. Cela a relancé les discussions au sein de la communauté scientifique sur la possibilité d'univers parallèles. Les sceptiques affirment toutefois que cette affirmation est spéculative. Un critique a notamment souligné que « la tâche d'échantillonnage de circuits aléatoires effectuée par Willow n'est pas un calcul utile, mais plutôt un point de repère conçu pour démontrer la vitesse quantique ».


Voici l'annonce de Google :

Citation:
Nous accélérons encore davantage le développement de l'informatique quantique grâce à Atlantic Quantum.

Google Quantum AI a été fondée en 2012 et notre mission reste aujourd'hui la même : développer l'informatique quantique pour résoudre des problèmes autrement insolubles. Nous progressons régulièrement dans la réalisation de notre feuille de route, notamment avec notre dernière puce Willow.

Aujourd'hui, nous sommes ravis d'annoncer que l'équipe d'Atlantic Quantum rejoint Google. Atlantic Quantum est une start-up fondée par le MIT qui développe du matériel informatique quantique hautement intégré. Sa pile de puces modulaires, qui combine des qubits et des composants électroniques de contrôle supraconducteurs dans la chambre froide, aidera Google Quantum AI à développer plus efficacement notre matériel de qubits supraconducteurs et à accélérer les progrès de notre feuille de route vers un ordinateur quantique à grande correction d'erreurs et des applications concrètes.

Nous sommes ravis qu'Atlantic Quantum se joigne à nous alors que Google continue d'investir dans l'avenir de l'informatique quantique et d'en faire profiter la société.
Source : Annonce de Google

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Voir aussi :

:fleche: Google annonce que les applications commerciales de l'informatique quantique arriveront d'ici à 5 ans, tandis que le PDG de Nvidia ne s'attend pas à des applications pratiques avant 20 ans

:fleche: Le marché de l'informatique quantique devrait croître de 30 % par an, mais l'engouement initial commençant à s'estomper, les investisseurs exigeront de plus en plus la démonstration des avantages pratiques

:fleche: L'informatique quantique est confrontée à une réalité dure et froide : les experts affirment que le battage médiatique est omniprésent et que les applications pratiques sont encore loin
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]]> Programmation parallèle, calcul scientifique et de haute performance (HPC) Alex https://www.developpez.net/forums/d2179643/general-developpement/algorithme-mathematiques/programmation-parallele-calcul-scientifique-haute-performance-hpc/atlantic-quantum-annonce-s-associer-google-quantum-ai/ Le Japon lance le premier ordinateur quantique entièrement développé dans le pays https://www.developpez.net/forums/showthread.php?t=2178899&goto=newpost Thu, 28 Aug 2025 17:52:35 GMT *Le Japon lance le premier... Le Japon lance le premier ordinateur quantique entièrement développé dans le pays, qui utilise des qubits supraconducteurs et des composants fabriqués localement, et repose sur le système open source OQTOPUS

Le Japon a dévoilé son premier ordinateur quantique entièrement développé dans le pays, marquant ainsi une avancée majeure dans la course technologique nationale. Mis en service le 28 juillet 2025 au Centre d'information quantique et de biologie quantique (QIQB) de l'université d'Osaka, ce système se distingue des efforts précédents par le fait qu'il utilise exclusivement des composants et des logiciels d'origine japonaise.

Pour rappel, un ordinateur quantique est un ordinateur (réel ou théorique) qui utilise de manière essentielle les phénomènes de la mécanique quantique : un ordinateur quantique exploite les états superposés et intriqués ainsi que les résultats (non déterministes) des mesures quantiques comme caractéristiques de son calcul. Il est largement admis qu'un ordinateur quantique évolutif pourrait effectuer certains calculs de manière exponentiellement plus rapide que n'importe quel ordinateur classique.

Cette avancée majeure du Japon, menée par le QIQB, en collaboration avec RIKEN et d'autres entreprises japonaises de premier plan, a atteint une autonomie technologique totale en remplaçant les composants auparavant importés, tels que le réfrigérateur à dilution et le réfrigérateur à tube pulsé, par des alternatives nationales.

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L'ensemble de l'écosystème logiciel, du front-end au back-end, est open source et repose essentiellement sur OQTOPUS (Open Quantum Toolchain for Operators and Users), une suite logicielle open source développée localement. OQTOPUS contient tout ce qui est nécessaire pour exécuter des programmes quantiques, y compris un moteur central, un module cloud et des éléments d'interface utilisateur graphique.

Conçue pour s'intégrer à une unité de traitement quantique (QPU) et à du matériel de contrôle quantique, cette infrastructure open source garantit que le système est non seulement à la pointe de la technologie, mais aussi ouvert, collaboratif et extensible. Cela confère à l'écosystème japonais un avantage stratégique par rapport aux systèmes propriétaires, tout en renforçant sa souveraineté technologique.

Le matériel de la machine est tout aussi important. Une puce à qubits supraconducteurs a été développée par RIKEN, avec le soutien de composants tels qu'un boîtier de puce de Seiken, un blindage magnétique, des filtres infrarouges et passe-bande, un amplificateur à faible bruit et des câbles spécialisés. Tous les éléments sont logés dans un réfrigérateur à dilution, permettant d'atteindre les températures ultra-basses nécessaires au calcul quantique supraconducteur.

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Lors de l'Expo 2025 Osaka, Kansai, Japon, qui s'est tenue du 14 au 20 août dernier, une exposition spéciale intitulée « entanglement moment – [quantum, ocean, universe] x art », a présenté les composants de l'ordinateur quantique produit au Japon. Les visiteurs ont ainsi pu se connecter à distance au système via un accès cloud et exécuter de simples programmes quantiques, leur permettant de découvrir par eux-mêmes cette technologie de pointe.

Les ordinateurs quantiques recèlent un immense potentiel pour relever les défis mondiaux, qu'il s'agisse de développer de nouveaux matériaux et médicaments, d'optimiser des systèmes complexes ou d'atténuer l'impact environnemental. Ils promettent également de révolutionner la vie quotidienne grâce à des avancées dans des domaines tels que l'apprentissage automatique. Cependant, des défis restent à relever, notamment les taux d'erreur élevés dans les calculs. Les recherches actuelles se concentrent sur la correction d'erreurs quantiques (QEC) afin de surmonter cet obstacle.

Cette avancée démontre la maîtrise complète par le Japon des différentes technologies nécessaires à la fabrication d'ordinateurs quantiques et à l'intégration de systèmes. L'initiative japonaise en matière de technologies quantiques nationales et open source place le pays à l'avant-garde d'une transition mondiale vers des technologies quantiques accessibles, transparentes et collaboratives.

Cette étape importante souligne également l'urgence de se préparer à un avenir où les capacités quantiques pourraient compromettre les normes de chiffrement actuelles. En effet, l'ordinateur quantique pourrait briser les algorithmes de chiffrement actuels et rendre nos secrets électroniques vulnérables. Le projet de chiffrement post-quantique du NIST répond à cette urgence en créant des défenses électroniques contre de telles attaques et en encourageant les parties prenantes à contribuer à la construction d'un paysage numérique plus sécurisé pour l'avenir.

Source : Université d'Osaka, Japon

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Voir aussi :

:fleche: L'informatique quantique est confrontée à une réalité dure et froide : les experts affirment que le battage médiatique est omniprésent et que les applications pratiques sont encore loin

:fleche: Le marché de l'informatique quantique devrait croître de 30 % par an, mais l'engouement initial commençant à s'estomper, les investisseurs exigeront de plus en plus la démonstration des avantages pratiques

:fleche: L'informatique quantique s'emballe : les scientifiques parviennent à une fonction qubit au-dessus de 1K, surmontant un obstacle majeur vers l'informatique quantique évolutive et tolérante aux pannes

:fleche: Des chercheurs de l'université de Sydney ont dévoilé une « pierre de Rosette » du code quantique utilisant le codage GKP, réduisant le nombre de qubits physiques nécessaires aux calculs avec correction d'erreur
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]]> Programmation parallèle, calcul scientifique et de haute performance (HPC) Anthony https://www.developpez.net/forums/d2178899/general-developpement/algorithme-mathematiques/programmation-parallele-calcul-scientifique-haute-performance-hpc/japon-lance-premier-ordinateur-quantique-entierement-developpe-pays/ Des chercheurs ont dévoilé une « pierre de Rosette » du code quantique utilisant le codage GKP https://www.developpez.net/forums/showthread.php?t=2178869&goto=newpost Wed, 27 Aug 2025 16:49:22 GMT *Des chercheurs de... Des chercheurs de l'université de Sydney ont dévoilé une « pierre de Rosette » du code quantique utilisant le codage GKP, réduisant le nombre de qubits physiques nécessaires aux calculs avec correction d'erreurs.

Des chercheurs de l'université de Sydney ont dévoilé une « pierre de Rosette » du code quantique utilisant le codage GKP, qui permet de créer des portes logiques universelles réduisant considérablement le nombre de qubits physiques nécessaires aux calculs avec correction d'erreurs. Cette avancée majeure réduit considérablement les coûts matériels, ce qui pourrait accélérer les applications quantiques pratiques telles que la découverte de médicaments et la cryptographie.

Un ordinateur quantique est un ordinateur (réel ou théorique) qui utilise de manière essentielle les phénomènes de la mécanique quantique : un ordinateur quantique exploite les états superposés et intriqués ainsi que les résultats (non déterministes) des mesures quantiques comme caractéristiques de son calcul. Il est largement admis qu'un ordinateur quantique évolutif pourrait effectuer certains calculs de manière exponentiellement plus rapide que n'importe quel ordinateur classique.

Théoriquement, un ordinateur quantique à grande échelle pourrait briser certains systèmes de chiffrement largement utilisés et aider les physiciens à réaliser des simulations physiques. Cependant, les implémentations matérielles actuelles de l'informatique quantique sont largement expérimentales et ne conviennent qu'à des tâches spécialisées.

Dans le domaine en pleine évolution de l'informatique quantique, une avancée révolutionnaire pourrait considérablement atténuer l'un des défis les plus redoutables de cette technologie : le volume considérable de matériel nécessaire pour garantir la fiabilité des opérations. Des chercheurs de l'université de Sydney ont dévoilé ce qu'ils appellent une « pierre de Rosette » du code quantique, un ensemble universel de portes logiques qui réduit considérablement le nombre de qubits physiques nécessaires pour effectuer des calculs complexes.

Cette innovation s'articule autour du schéma de codage Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP), qui permet d'effectuer des opérations quantiques avec correction d'erreurs en utilisant beaucoup moins de ressources. En démontrant une porte d'intrication qui fonctionne sur des qubits logiques codés de cette manière, l'équipe a montré qu'il est possible d'exécuter des tâches quantiques fondamentales tout en supprimant les erreurs plus efficacement que les méthodes traditionnelles.

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Le problème central de l'informatique quantique tient à la fragilité inhérente des qubits : ceux-ci sont sujets à la décohérence et aux erreurs dues au bruit environnemental, ce qui nécessite des qubits physiques redondants pour encoder un seul qubit logique fiable. Selon les conclusions, cette nouvelle approche pourrait réduire considérablement les coûts matériels, rendant ainsi les machines quantiques à grande échelle plus envisageables pour des applications pratiques telles que la découverte de médicaments et la cryptographie.

Le Dr Tingrei Tan, qui a dirigé les recherches au Quantum Control Laboratory, a souligné que leurs travaux constituent la première réalisation expérimentale d'un ensemble de portes universelles pour les qubits GKP. Cette analogie avec la « pierre de Rosette » met en évidence la manière dont le code se traduit entre différents états quantiques, permettant des opérations fluides qui nécessitaient auparavant un matériel informatique très puissant.

Au cours de leurs expériences, l'équipe de Sydney a piégé des ions pour créer les états quantiques nécessaires, réalisant ainsi une intrication entre les qubits logiques avec une grande fidélité. L'étude note que cette porte fonctionne selon un principe où les erreurs sont corrigées de manière intrinsèque grâce au codage GKP, qui mappe les informations quantiques sur des variables continues telles que les ondes lumineuses ou sonores, plutôt que sur des spins discrets.

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Ce changement permet non seulement de réduire l'empreinte physique, mais aussi d'améliorer l'évolutivité. Les spécialistes du secteur soulignent que les systèmes quantiques actuels, tels que ceux d'IBM ou de Google, nécessitent souvent des milliers de qubits physiques pour seulement une poignée de qubits logiques ; la méthode de Sydney pourrait inverser ce rapport, rapprochant ainsi l'informatique quantique tolérante aux pannes de la réalité.

Pour les entreprises qui investissent des milliards dans la technologie quantique, cette avancée annonce un tournant potentiel vers des architectures plus compactes. Comme le rapporte le communiqué de presse de l'université de Sydney, relayé par divers médias, Vassili Matsos, doctorant au sein de l'équipe, a joué un rôle clé dans la mise en œuvre de la porte, qui prend en charge le calcul quantique universel, ce qui signifie que n'importe quel algorithme peut théoriquement y être exécuté.

Cependant, des défis restent à relever, notamment l'intégration de cette porte dans le matériel existant et la mise à l'échelle vers des systèmes à plusieurs qubits. Les experts soulignent que si la réduction du matériel est prometteuse, le déploiement dans le monde réel exigera des améliorations supplémentaires en termes de taux d'erreur et de précision de contrôle.

À l'avenir, cette « pierre de Rosette » pourrait inspirer des systèmes quantiques hybrides, combinant les codes GKP avec d'autres encodages pour optimiser les performances. Des publications telles que ScienceBlog.com ont fait écho à cet enthousiasme, soulignant comment l'ensemble de portes universelles ouvre la voie à l'avantage quantique dans la résolution de problèmes insolubles pour les ordinateurs classiques.

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En fin de compte, alors que l'informatique quantique se rapproche de la viabilité commerciale, des innovations comme celle-ci soulignent l'importance d'un codage intelligent plutôt que d'une expansion matérielle brutale, ce qui pourrait accélérer le calendrier des technologies transformatrices. Selon Google, ce calendrier technologique se situerait d'ici à 5 ans pour commercialiser des applications d'informatique quantique. De son côté, le PDG de Nvidia prévoit que les applications commerciales arriveront d'ici 15 à 20 ans.

Source : "Universal quantum gate set for Gottesman–Kitaev–Preskill logical qubits"

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Voir aussi :

:fleche: L'informatique quantique s'emballe : les scientifiques parviennent à une fonction qubit au-dessus de 1K
Surmontant un obstacle majeur vers l'informatique quantique évolutive et tolérante aux pannes

:fleche: Un ordinateur quantique génère pour la première fois un nombre véritablement aléatoire. Les implications sont considérables et touchent entre autres le domaine de la cryptographie

:fleche: Le marché de l'informatique quantique devrait croître de 30 % par an, mais l'engouement initial commençant à s'estomper, les investisseurs exigeront de plus en plus la démonstration des avantages pratiques
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]]> Programmation parallèle, calcul scientifique et de haute performance (HPC) Alex https://www.developpez.net/forums/d2178869/general-developpement/algorithme-mathematiques/programmation-parallele-calcul-scientifique-haute-performance-hpc/chercheurs-ont-devoile-pierre-rosette-code-quantique-utilisant-codage-gkp/