{"id":16273,"date":"2018-08-08T08:29:35","date_gmt":"2018-08-08T07:29:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=16273"},"modified":"2018-08-13T08:01:19","modified_gmt":"2018-08-13T07:01:19","slug":"comprendre-informatique-quantique-panorama-des-acteurs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-informatique-quantique-panorama-des-acteurs\/","title":{"rendered":"Comprendre l&#8217;informatique quantique &#8211; panorama des acteurs"},"content":{"rendered":"<p>Maintenant que nous avons fait le tour des <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-linformatique-quantique-ordinateur-quantique\/\">principes g\u00e9n\u00e9raux d\u2019un ordinateur quantique universel<\/a> puis de leurs <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-informatique-quantique-algorithmes-et-applications\/\">algorithmes et applications<\/a>, nous voici \u00e0 l\u2019\u00e9tape d\u2019un panorama des acteurs que sont les constructeurs d\u2019ordinateurs quantiques. Ils sont principalement Am\u00e9ricains ou Canadiens. Cependant, pour quasiment toutes les technologies d\u2019ordinateurs quantiques, divers laboratoires de recherche veillent au grain pour faire avancer l\u2019\u00e9tat de l\u2019art sans qu\u2019il soit encore r\u00e9cup\u00e9r\u00e9 par une entreprise priv\u00e9e. Je les \u00e9voquerai lorsque cela sera n\u00e9cessaire.<\/p>\n<p><strong>Les param\u00e8tres cl\u00e9s d\u2019un ordinateur quantique<\/strong><\/p>\n<p>La partie descriptive du <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-linformatique-quantique-ordinateur-quantique\/\">fonctionnement d\u2019un ordinateur quantique<\/a> s\u2019appuyait sur sa d\u00e9clinaison la plus courante et celle qui a probablement le plus bel avenir : l\u2019ordinateur quantique universel dot\u00e9 de portes quantiques construites autour de registres de qubits. Mais ce n\u2019est pas la seule architecture d\u2019ordinateur quantique.<\/p>\n<p>Avant de d\u00e9crire les diff\u00e9rents types d\u2019ordinateurs quantiques, faisons un d\u00e9tour par la d\u00e9finition des param\u00e8tres cl\u00e9s de performance d\u2019un ordinateur quantique d\u00e9finis en 2000 par <strong>David DiVicenzo<\/strong>, alors chercheur chez IBM et maintenant \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 d\u2019Aix la Chapelle en Allemagne, dans <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/pdf\/quant-ph\/0002077.pdf\">The Physical Implementation of Quantum Computation<\/a>.<\/p>\n<p>Alors que les qubits individuels existaient \u00e0 peine, il d\u00e9finissait les caract\u00e9ristiques techniques de base d\u2019un tel ordinateur comme suit :<\/p>\n<ul>\n<li>Des<strong> qubits bien caract\u00e9ris\u00e9s<\/strong> : l\u2019ordinateur quantique utilise des qubits qui exploitent des particules \u00e9l\u00e9mentaires pouvant avoir deux \u00e9tats distincts et mesurables. On en connait bien les caract\u00e9ristiques physiques. L\u2019architecture est scalable au sens o\u00f9 elle permet d\u2019aligner un grand nombre de qubits en batterie. Aujourd\u2019hui existent plusieurs types de qubits d\u00e9j\u00e0 \u00e9voqu\u00e9s avec les supraconducteurs, les ions pi\u00e9g\u00e9s, les lacunes de carbone dans le diamant de synth\u00e8se, les photons, les fermions de Majorana ou encore les quantum dots de silicium. Dans la pratique, seuls les qubits \u00e0 base de supraconducteurs sont op\u00e9rationnels et \u00e0 petite \u00e9chelle.<\/li>\n<li>Des <strong>qubits initialisables<\/strong> : en g\u00e9n\u00e9ral, \u00e0 la valeur 0 appel\u00e9e souvent \u201cground state\u201d pour les quantum associ\u00e9s, correspondant, par exemple, au niveau d\u2019\u00e9nergie le plus faible d\u2019une particule \u00e9l\u00e9mentaire.<\/li>\n<li>Des <strong>temps de coh\u00e9rence <\/strong>largement sup\u00e9rieurs au temps d\u2019activation des portes quantiques : nous l\u2019avions d\u00e9j\u00e0 \u00e9voqu\u00e9 dans une partie pr\u00e9c\u00e9dente. Le temps pendant lequel les qubits sont en \u00e9tat de coh\u00e9rence (superposition d\u2019\u00e9tats) et intriqu\u00e9s (liens entre qubits via des portes doubles) doit \u00eatre sup\u00e9rieur \u00e0 la dur\u00e9e d\u2019activation des portes pour que l\u2019on puisse ex\u00e9cuter un algorithme contenant un enchainement d\u2019un grand nombre de portes quantiques. Le ratio esp\u00e9r\u00e9 est au moins de 1000 pour 1 pour pouvoir ex\u00e9cuter jusqu\u2019\u00e0 quelques centaines de portes quantiques d\u2019affil\u00e9e sachant que cette quantit\u00e9 va int\u00e9grer les longues suites de portes quantiques utilis\u00e9es par les codes de correction d\u2019erreurs.<\/li>\n<li>Un jeu de <strong>portes quantiques universelles<\/strong> : les qubits doivent pouvoir \u00eatre contr\u00f4l\u00e9s physiquement avec au moins deux portes quantiques jouant le r\u00f4le de portes quantiques universelles \u00e0 partir desquelles on va pouvoir reproduire toutes les portes quantiques classiques. Il faut au minimum une porte unitaire (agissant sur un seul qubit comme la porte X) et une porte \u00e0 deux qubits comme la CNOT. L&#8217;architecture physique des qubits conditionne la nature des portes quantiques universelles qui agissent sur les qubits. Elles ne sont pas les m\u00eames d&#8217;une technologie \u00e0 l&#8217;autre.<\/li>\n<li>La <strong>capacit\u00e9 \u00e0 mesurer l\u2019\u00e9tat des qubits <\/strong>\u00e0 la fin des calculs : qui semble \u00e9vidente. Cette mesure ne doit pas influencer l\u2019\u00e9tat des autres qubits du syst\u00e8me. Il faudrait id\u00e9alement avoir un taux d\u2019erreur de la mesure qui soit largement inf\u00e9rieur \u00e0 0,1%.<\/li>\n<\/ul>\n<p>DiVicenzo ajoutait deux autres crit\u00e8res optionnels qui servent plut\u00f4t aux communications quantiques : la possibilit\u00e9 de convertir des qubits statiques en qubits pouvant se d\u00e9placer, et ensuite de transporter de mani\u00e8re fiable un \u00e9tat quantique d\u2019un qubit \u00e0 l\u2019autre et \u00e0 distance. C\u2019est utilis\u00e9 dans les techniques de communication et de cryptographie quantique mais peut aussi servir \u00e0 relier entre eux diff\u00e9rentes unit\u00e9s \u00e9l\u00e9mentaires de traitement quantiques.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Criteres-ordinateur-quantique.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Criteres ordinateur quantique\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Criteres-ordinateur-quantique_thumb.jpg\" alt=\"Criteres ordinateur quantique\" width=\"545\" height=\"290\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>D\u2019un point de vue pratique, on caract\u00e9rise aussi les ordinateurs quantiques par leur nombre de qubits et par leur temp\u00e9rature de fonctionnement.<\/p>\n<p>Le nombre de qubits est \u00e0 \u00e9valuer \u00e0 la fois dans le temps pr\u00e9sent mais dans sa capacit\u00e9 \u00e0 \u00e9voluer. Certaines technologies sont plus faciles \u00e0 miniaturiser que d\u2019autres. Et il faut int\u00e9grer dans cette miniaturisation \u00e0 la fois les chipsets quantiques de qubits et les \u00e9l\u00e9ments qui les contr\u00f4lent. Aujourd\u2019hui, les qubits \u00e0 ions pi\u00e9g\u00e9s ou en photonique scalent mal. Les qubits supraconducteurs scalent moyennement. Et les qubits en CMOS (spins d\u2019\u00e9lectrons et quantum dots) scalent le mieux.<\/p>\n<p>Les ordinateurs quantiques actuellement op\u00e9rationnels, \u00e0 base de supraconducteurs, fonctionnent tous \u00e0 tr\u00e8s basse temp\u00e9rature autour de 15 mK (1 mK = 1 milli-kelvin, 0 kelvin = 0 absolu situ\u00e9 \u00e0 \u2013273,15\u00b0C), mais certains types de qubits \u00e0 l\u2019\u00e9tat de recherche sont cens\u00e9s fonctionner \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, comme ceux de l\u2019optique lin\u00e9aire \u00e0 base de photons et les NV Centers(cavit\u00e9s dans du diamant dop\u00e9 \u00e0 l\u2019azote). Le fonctionnement \u00e0 tr\u00e8s basse temp\u00e9rature est un moyen de pr\u00e9server la coh\u00e9rence des qubits. Mais il limite la quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie consommable autour des qubits pour en contr\u00f4ler localement l\u2019\u00e9tat. Un fonctionnement \u00e0 1K ou 4K permettra de consommer plus d\u2019\u00e9nergie pour contr\u00f4ler les qubits qu\u2019un fonctionnement \u00e0 15 mK.<\/p>\n<p>Ces consid\u00e9rations permettant de jauger les capacit\u00e9s d\u2019un ordinateur quantique impliquent la cr\u00e9ation d\u2019une nouvelle discipline : le benchmarking d\u2019ordinateurs quantiques ! Elle n\u00e9cessite \u00e9videmment des moyens intellectuels et physiques qui d\u00e9passent ceux du test de simples smartphones ou laptops !<\/p>\n<p>Comme l\u2019indique Kristel Michielsen dans <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/1706.04341\">Benchmarking gate-based quantum computers<\/a>, 2017 (33 pages), les benchmarks peuvent s\u2019appuyer lorsque le nombre de qubits est inf\u00e9rieur \u00e0 50 \u00e0 une comparaison du rendu des algorithmes entre ordinateurs quantiques et leur simulation sur supercalculateurs.<\/p>\n<p>Les ordinateurs quantiques benchmark\u00e9s auront g\u00e9n\u00e9ralement des caract\u00e9ristiques dissemblables : des portes quantiques universelles diff\u00e9rentes n\u00e9cessitant l\u2019assemblage de diff\u00e9rentes portes quantiques par les compilateurs pour ex\u00e9cuter un m\u00eame algorithme, et des codes de correction d\u2019erreurs diff\u00e9rents, adapt\u00e9s au taux d\u2019erreurs des qubits et des portes quantiques des ordinateurs compar\u00e9s. Les dissemblances seront bien plus importantes qu\u2019entre deux processeurs Intel et AMD ou deux processeurs de smartphones !<\/p>\n<p><strong>Les grandes cat\u00e9gories <\/strong><strong>d\u2019ordinateurs quantiques<\/strong><\/p>\n<p>Il y a ordinateur quantique et ordinateur quantique. On oppose souvent les ordinateurs quantiques adiabatiques du Canadien D-Wave aux ordinateurs quantiques universels d\u2019IBM ou Google. Mais il faut compter en tout avec au moins quatre cat\u00e9gories d\u2019ordinateurs quantiques que voici :<\/p>\n<ul>\n<li>Les <b>supercalculateurs classiques <\/b>qui sont utilis\u00e9s pour r\u00e9aliser des simulations de l\u2019ex\u00e9cution d\u2019algorithmes quantiques. Ils transforment ces algorithmes, les portes quantiques et les qubits pour exploiter les capacit\u00e9s de traitement d\u2019ordinateurs traditionnels. Cela permet de tester des algorithmes quantiques sans ordinateurs quantiques. Mais c\u2019est bien plus lent ! A ce jour, les supercalculateurs peuvent simuler jusqu\u2019\u00e0 l\u2019\u00e9quivalent d\u2019une quarantaine \u00e0 une cinquantaine de qubits. C\u2019est ce que proposent IBM, Microsoft, Google et le Fran\u00e7ais Atos. Simuler des ordinateurs quantiques de cette mani\u00e8re demande beaucoup de puissance \u00e0 la fois c\u00f4t\u00e9 m\u00e9moire, pour stocker 2 puissance N \u00e9tats de registres quantiques \u00e0 N qubits, ainsi que pour les traitements associ\u00e9s qui reposent sur des multiplications de matrices en nombres flottants. Des records dans ce domaine sont r\u00e9guli\u00e8rement battus. En 2017, la <a href=\"https:\/\/cs.lbl.gov\/news-media\/news\/2017\/record-breaking-45-qubit-quantum-computing-simulation-run-at-nersc\/\">simulation de 45 qubits<\/a> \u00e9tait r\u00e9alis\u00e9e sur un supercalculateur du D\u00e9partement de l\u2019Energie US (du National Energy Research Scientific Computing Center ou NERSC) exploitant 8192 processeurs Intel Xeon Phi, ce qui s\u2019explique par la pr\u00e9sence d\u2019un centre de recherche conjoint avec Intel au NERSC. Le record \u00e9tait battu la m\u00eame ann\u00e9e par IBM avec la simulation de 56 qubits. Pour simuler 49 qubits, il faut rien moins qu\u2019un P\u00e9ta-Octets de m\u00e9moire vive !<\/li>\n<li>Les <b>ordinateurs quantiques <\/b>\u00e0 recuit simul\u00e9<b> <\/b>comme ceux du<b> <\/b>Canadien D-Wave. Ils s\u2019appuient sur des qubits de qualit\u00e9 moyenne et sont adapt\u00e9s \u00e0 l\u2019ex\u00e9cution d\u2019une partie seulement des algorithmes quantiques connus et avec un gain en puissance de calcul int\u00e9ressant mais contest\u00e9 par certains sp\u00e9cialistes. Cette technique utilise une \u00e9volution lente et contr\u00f4l\u00e9e d\u2019un ensemble de qubits reli\u00e9s entre eux dans des matrices de qubits (\u201clattice\u201d). On l\u2019initialise dans un \u00e9tat voisin de la solution et le syst\u00e8me converge vers la solution qui rel\u00e8ve souvent de la recherche d\u2019un minimum \u00e9nerg\u00e9tique comme pour la simulation d\u2019interactions atomiques dans des mol\u00e9cules ou l\u2019optimisation de la dur\u00e9e d\u2019un parcours complexe.<\/li>\n<li>Les <b>ordinateurs quantiques analogiques <\/b>servent de simulateurs de ph\u00e9nom\u00e8nes quantiques sans passer par la case qubits avec ses 0 et 1. Ce sont des outils de laboratoires. Cette cat\u00e9gorie comprend les ordinateurs quantiques utilisant de l\u2019optique lin\u00e9aire, \u00e0 savoir des photons. Il est pour l\u2019instant difficile de les faire monter en puissance. Il n\u2019existe pas d\u2019offre commerciale dans le domaine, m\u00eame en devenir.<\/li>\n<li>Les <b>ordinateurs quantiques universels <\/b>utilisent des qubits avec des portes quantiques capables d\u2019ex\u00e9cuter tous les algorithmes quantiques et avec un gain de vitesse optimum par rapport aux supercalculateurs ainsi que vis \u00e0 vis des ordinateurs quantiques adiabatiques. Ils sont pour l\u2019instant limit\u00e9s \u00e0 une cinquantaine de qubits. Le niveau de bruit quantique des qubits nuit \u00e0 l\u2019efficacit\u00e9 des calculs et impose de d\u00e9multiplier les qubits et l\u2019encha\u00eenement des portes quantiques pour g\u00e9rer des codes de correction d\u2019erreurs quantiques (QEC). En attendant que ces ordinateurs quantiques montent en puissance avec des qubits de qualit\u00e9, on se contente de qubits de qualit\u00e9 interm\u00e9diaire. Cette sous-cat\u00e9gorie d\u2019ordinateurs quantiques universels est baptis\u00e9e NISQ pour \u201cNoisy Intermediate-Scale Quantum\u201d dans par John Preskill dans <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/1801.00862\">Quantum Computing in the NISQ era and beyond<\/a> en 2018. Elle d\u00e9crit les ordinateurs quantiques universels existants et \u00e0 venir dans un futur proche supportant 50 \u00e0 quelques centaines de qubits et \u00e0 m\u00eame de d\u00e9passer les capacit\u00e9s des supercalculateurs.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Classes-ordinateurs-quantiques.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Classes ordinateurs quantiques\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Classes-ordinateurs-quantiques_thumb.jpg\" alt=\"Classes ordinateurs quantiques\" width=\"542\" height=\"262\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Enfin, l\u2019expression ambig\u00fce de simulateur quantique est principalement accol\u00e9e aux ordinateurs quantiques analogiques qui sont d\u00e9di\u00e9s \u00e0 la simulation de ph\u00e9nom\u00e8nes quantiques. Elle est aussi applicable aux trois autres cat\u00e9gories d\u2019ordinateurs quantiques qui ont aussi la capacit\u00e9 de simuler les effets quantiques de la mati\u00e8re. La simulation d\u2019effets quantiques est comme nous l\u2019avons vu dans la partie sur les algorithmes et les applications quantiques la cat\u00e9gorie d\u2019application la plus enthousiasmante du quantique de par son impact potentiel sur l\u2019environnement et la sant\u00e9.<\/p>\n<p><strong>Incertitude quantique<\/strong><\/p>\n<p>La prospective dans l\u2019informatique quantique est art difficile. On navigue entre les optimistes et les pessimistes. <strong>Google<\/strong>, <strong>IBM<\/strong> et <strong>Microsoft<\/strong> pensent atteindre relativement rapidement la supr\u00e9matie quantique et r\u00e9aliser des ordinateurs quantiques de plus de 100 qubits de qualit\u00e9 d\u2019ici moins d\u2019une d\u00e9cennie. Leur communication se fait \u00e0 plusieurs niveaux : pour le grand public, elle est simplificatrice et destin\u00e9e \u00e0 marquer les esprits, quitte \u00e0 enjoliver la mari\u00e9e. Pour les sp\u00e9cialistes qui peuvent d\u00e9cortiquer leurs publications scientifiques, le regard est \u00e9videmment plus nuanc\u00e9, notamment au sujet de la fiabilit\u00e9 des qubits qu\u2019ils g\u00e9n\u00e8rent. Ils communiquent beaucoup sur leurs efforts pour r\u00e9duire le bruit des qubits pour les rendre plus fiables. Cf <a href=\"https:\/\/www.wired.com\/story\/the-era-of-quantum-computing-is-here-outlook-cloudy\">The Era of quantum computing is here. Outlook: cloudy<\/a> de Philipp Ball paru en avril 2018 dans Science.<\/p>\n<p>Les pessimistes comprennent notamment le chercheur isra\u00e9lien <strong>Gil Kalai <\/strong>qui pense que l\u2019on n\u2019arrivera jamais \u00e0 cr\u00e9er des ordinateurs quantiques avec un faible taux d\u2019erreurs. Il documente son point de vue dans la pr\u00e9sentation <a href=\"https:\/\/www.math.ucdavis.edu\/~deloera\/TEACHING\/VIDEOS\/Kalai-Lectures\/hkD.pdf\">Why Quantum Computers Cannot Work<\/a> qui date de 2013 (60 slides) qui reprend les points de <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/1106.0485\">How Quantum Computers Fail: Quantum Codes, Correlations in Physical Systems, and Noise Accumulation<\/a> de 2011 (16 pages) ainsi que <a href=\"https:\/\/www.quantamagazine.org\/gil-kalais-argument-against-quantum-computers-20180207\/\">The Argument Against Quantum Computers<\/a> de Katia Moskwitch publi\u00e9 en f\u00e9vrier 2017. Selon Gil Kalai, on ne peut pas cr\u00e9er d\u2019ordinateurs quantiques stables \u00e0 cause du bruit qui affecte les qubits. Il travaille m\u00eame sur la r\u00e9alisation de mod\u00e8les math\u00e9matiques visant \u00e0 prouver l\u2019impossibilit\u00e9 d\u2019outrepasser ces erreurs, m\u00eame avec les codes de correction d\u2019erreurs quantiques.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.quantumforquants.org\/quantum-computing\/limits-of-quantum-computing\/\">The development of a scientific field<\/a> de Cristian Calude et Alastair Abbot en 2016 \u00e9voquent le fait que l\u2019avantage des principaux algorithmes quantiques utilisables en pratique g\u00e9n\u00e8reraient une acc\u00e9l\u00e9ration modeste quadratique (racine carr\u00e9e du temps classique) qui pourrait \u00eatre atteinte sur ordinateurs classiques avec des approches heuristiques. Cette r\u00e9serve est aussi manifeste dans <a href=\"https:\/\/semiengineering.com\/quantum-madness\/\">Quantum Madness<\/a> de Ed Sperling qui faisait le point du domaine en novembre 2017 en rappelant tous les obstacles \u00e0 surmonter.<\/p>\n<p>Dans <a href=\"https:\/\/rjlipton.wordpress.com\/2018\/01\/02\/predictions-we-didnt-make\/\">Predictions we didn\u2019t make<\/a>, en janvier 2018, Kenneth Regan pense qu\u2019un industriel \u2013 probablement Google &#8211; va pr\u00e9tendre avoir atteint la supr\u00e9matie quantique en 2018 et qu\u2019il sera rapidement contredit par la communaut\u00e9 scientifique.<\/p>\n<p>Pour le profane un peu \u00e9clair\u00e9 que je suis sur le sujet, il est tr\u00e8s difficile de faire la part des choses entre l\u2019incertitude scientifique et l\u2019incertitude technologique. La premi\u00e8re est g\u00e9n\u00e9ralement plus difficile \u00e0 lever que la seconde. Pour le Fran\u00e7ais <strong>Alain Aspect<\/strong>, il n\u2019y aurait pas d\u2019obstacle scientifique \u00e0 la cr\u00e9ation d\u2019ordinateurs quantiques fiables. Il pense que l\u2019incertitude est uniquement technologique mais qu\u2019il faudra quelques d\u00e9cennies pour la lever. Ce ne serait donc qu\u2019une affaire de patience !<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Quantum-Madness.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Quantum Madness\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Quantum-Madness_thumb.jpg\" alt=\"Quantum Madness\" width=\"500\" height=\"285\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Ce lot d\u2019incertitudes pose des questions existentielles sur la mani\u00e8re de g\u00e9rer un tel cycle d\u2019innovation au long cours. Quand faut-il investir ? Quand les positions sont-elles prises ? Est-ce que la recherche fondamentale est d\u00e9coupl\u00e9e de l\u2019industrialisation ? Je traiterai de la question dans une partie d\u00e9di\u00e9e aux strat\u00e9gies industrielles des pays qui s\u2019investissent avec volontarisme dans le quantique.<\/p>\n<p>Mais on peut d\u00e9j\u00e0 constater que les variantes de cultures d\u2019innovation et \u00e9conomiques ont un impact sur les approches industrielles. Les grands industriels du num\u00e9rique tels que IBM, Google, Intel et Microsoft peuvent se permettre d\u2019investir en R&amp;D sur le quantique avec une vision tr\u00e8s long terme. Ils ont la profitabilit\u00e9, le cash et les comp\u00e9tences qui le permettent. Des startups plus ou moins bien financ\u00e9es au Canada et aux USA comme D-Wave, Rigetti ou IonQ peuvent aussi adopter une vision assez long terme, m\u00eame si elle d\u00e9pend toujours de leur capacit\u00e9 \u00e0 commercialiser des prototypes d\u2019ordinateurs quantiques et d\u2019avoir des investisseurs \u00e0 m\u00eame de les accompagner sur de nombreuses ann\u00e9es avant de voir la couleur de leur retour sur investissement. Les montants correspondants ne sont pas forc\u00e9ment d\u00e9lirants. Rigetti n\u2019a lev\u00e9 \u00e0 ce jour que $70M, un montant maintenant accessible \u00e0 des startups fran\u00e7aises dans les biotechs ou le num\u00e9rique en g\u00e9n\u00e9ral.<\/p>\n<p>Les probl\u00e8mes technologiques \u00e0 r\u00e9soudre concernent les mat\u00e9riaux utilis\u00e9s dans les qubits, la correction d\u2019erreurs, la cryog\u00e9nie \u00e0 grande \u00e9chelle pour pouvoir int\u00e9grer un grand nombre de qubits dans un ordinateur et bien \u00e9videmment les avanc\u00e9es algorithmiques. L\u2019approche requise est \u00e9minemment pluridisciplinaire avec des math\u00e9matiques, de la physique fondamentale et de la chimie.<\/p>\n<p>On peut aussi extrapoler les \u00e9volutions de ces dix derni\u00e8res ann\u00e9es dans l\u2019informatique quantique. Cofondateur de D-Wave en 1999, Georgie Rose \u00e9dicta en 2003 son propre \u00e9quivalent de la loi empirique de Moore, la <a href=\"https:\/\/www.fanaticalfuturist.com\/2016\/08\/quantum-computing-roses-law-is-moores-law-on-steroids\/\">loi de Rose<\/a>, pr\u00e9disant un doublement tous les ans du nombre de qubits dans un ordinateur quantique. Jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent et depuis 2007, D-Wave a tenu cette promesse.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Loi-de-Rose.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Loi de Rose\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Loi-de-Rose_thumb.jpg\" alt=\"Loi de Rose\" width=\"500\" height=\"285\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Mais cette loi exponentielle est aussi observ\u00e9e dans l\u2019\u00e9volution d\u2019autres param\u00e8tres de fonctionnement des ordinateurs quantiques comme la dur\u00e9e de stabilit\u00e9 des qubits, leur taux d\u2019erreur et le nombre d\u2019op\u00e9rations cons\u00e9cutives r\u00e9alis\u00e9es de mani\u00e8re fiable. Une partie des sch\u00e9mas ci-dessus proviennent de <a href=\"https:\/\/www.nqit.ox.ac.uk\/sites\/www.nqit.ox.ac.uk\/files\/2016-11\/NQIT%20Technical%20Roadmap.pdf\">Technical Roadmap for Fault-Tolerant Quantum Computing<\/a>, un rapport UK publi\u00e9 en octobre 2016 et de <a href=\"https:\/\/riverlane.io\/wp-content\/uploads\/twoQtop-1184x662.png\">cette autre source<\/a>.<\/p>\n<p><strong>Les grandes technologies d\u2019ordinateurs quantiques<\/strong><\/p>\n<p>Comme nous l\u2019avions vu dans la <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-informatique-quantique-qubits\/\">partie d\u00e9di\u00e9e aux types de qubits<\/a>, il se d\u00e9gage six grandes cat\u00e9gories d\u2019ordinateurs quantiques :<\/p>\n<ul>\n<li>Le <strong>supraconducteur<\/strong> \u00e0 effet Josephson utilis\u00e9 par les ordinateurs quantiques universels d\u2019IBM, Google, au CEA ainsi que dans les ordinateurs adiabatiques de D-Wave.<\/li>\n<li>Les <strong>ions pi\u00e9g\u00e9s<\/strong> que l\u2019on trouve notamment chez IonQ, une spin-off de l\u2019Universit\u00e9 de Maryland.<\/li>\n<li>Le <strong>topologique<\/strong> avec les fermions de Majorana de Microsoft ainsi que Nokia qui n\u2019existent pas encore.<\/li>\n<li>L\u2019<strong>optique lin\u00e9aire<\/strong> qui n\u2019est pas tr\u00e8s scalable mais potentiellement prometteuse.<\/li>\n<li>Les <strong>CMOS<\/strong> pouss\u00e9s notamment par Intel et le CEA.<\/li>\n<li>Enfin, les <strong>cavit\u00e9s de diamants<\/strong> (NV Centers), pouss\u00e9es notamment par la startup QDTI ainsi que par le CEA dans une <a href=\"http:\/\/iramis.cea.fr\/spec\/Pres\/Quantro\/static\/projects\/hybrid-quantum-systems\/index.html\">approche hybride<\/a> cavit\u00e9s diamants et supraconducteurs.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Nombre des entreprises priv\u00e9es de ce cheptel sont associ\u00e9es avec des laboratoires de recherche am\u00e9ricains ou europ\u00e9ens. Google collabore avec l\u2019Universit\u00e9 de Santa Barbara en Californie, IBM et Microsoft avec celle de Delft aux Pays Bas, et IBM avec celle de Zurich.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Acteurs-par-type-de-qubit.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Acteurs par type de qubit\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Acteurs-par-type-de-qubit_thumb.jpg\" alt=\"Acteurs par type de qubit\" width=\"516\" height=\"241\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Ces cat\u00e9gories de technologies ont des niveaux de maturit\u00e9 tr\u00e8s diff\u00e9rents. Les qubits \u00e0 base de supraconducteurs sont \u00e0 ce jour les plus \u00e9prouv\u00e9s. Les ions pi\u00e9g\u00e9s, les quantum dots, l\u2019optique lin\u00e9aire et les NV Centers ont du mal \u00e0 \u201dscaler\u201d. Les fermions de Majorana sont encore dans les limbes m\u00eame si Microsoft s\u2019appr\u00eate \u00e0 annoncer de bonnes nouvelles de ce c\u00f4t\u00e9-l\u00e0.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Avantages-et-inconvenients-type-de-qubits.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Avantages et inconvenients type de qubits\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Avantages-et-inconvenients-type-de-qubits_thumb.jpg\" alt=\"Avantages et inconvenients type de qubits\" width=\"467\" height=\"208\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Autre point, les startups ne sont pas si nombreuses dans ce tableau. D-Wave se porte bien mais Rigetti \u00e9volue plus lentement tout comme QDTI et IonQ. Enfin, ce paysage est largement domin\u00e9 par les USA, m\u00eame s\u2019il n\u2019int\u00e8gre pas les initiatives chinoises comme celle d&#8217;Alibaba.<\/p>\n<p>____________________________<\/p>\n<p>Nous allons par la suite faire le tour d\u2019une partie des acteurs cit\u00e9s \u201ccolonne par colonne\u201d en commen\u00e7ant par la technologie du recuit quantique des <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-informatique-quantique-adiabatique\/\">ordinateurs quantiques adiabatiques du Canadien D-Wave<\/a> et de leur imitation digitale de Fujitsu. Puis nous passerons aux ordinateurs quantiques universels \u00e0 base de supraconducteurs. Puis enfin, aux autres technologies.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Maintenant que nous avons fait le tour des principes g\u00e9n\u00e9raux d\u2019un ordinateur quantique universel puis de leurs algorithmes et applications, nous voici \u00e0 l\u2019\u00e9tape d\u2019un panorama des acteurs que sont les constructeurs d\u2019ordinateurs quantiques. Ils sont principalement Am\u00e9ricains ou Canadiens. 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