{"id":16338,"date":"2018-08-17T08:10:22","date_gmt":"2018-08-17T07:10:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=16338"},"modified":"2018-08-24T11:24:19","modified_gmt":"2018-08-24T10:24:19","slug":"comprendre-informatique-quantique-supraconducteurs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-informatique-quantique-supraconducteurs\/","title":{"rendered":"Comprendre l&#8217;informatique quantique &#8211; supraconducteurs"},"content":{"rendered":"<p>Apr\u00e8s avoir d\u00e9crit l\u2019<a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-informatique-quantique-adiabatique\/\">offre de D-Wave<\/a>, passons \u00e0 celle des ordinateurs quantiques supraconducteurs \u00e0 portes quantiques universelles. En effet, d\u2019un point de vue physique, les ordinateurs adiabatiques de D-Wave et ceux de cette partie sont assez voisins, utilisant des variantes de l\u2019effet Josephson dans des circuits supraconducteurs. La programmation et les capacit\u00e9s ne sont par contre pas du tout les m\u00eames.<\/p>\n<p><strong>Supraconducteurs universels<\/strong><\/p>\n<p>Les supraconducteurs occupent pour l\u2019instant la voie royale de l\u2019ordinateur quantique, \u00e9tant exploit\u00e9s \u00e0 la fois par D-Wave avec ses ordinateurs adiabatiques et par IBM, Google, Intel et Rigetti sans compter le CEA fran\u00e7ais qui planche dessus et est m\u00eame \u00e0 l\u2019origine d\u2019une bonne part des technologies de ce domaine.<\/p>\n<p>Dans le quantique universel, ce sont les ordinateurs qui scalent le mieux pour l\u2019instant, m\u00eame si le r\u00e9sultat est modeste avec un record en date de 72 qubits pour Google, qui n\u2019est pour l\u2019instant pas document\u00e9 au niveau du taux d\u2019erreurs.<\/p>\n<p>Dans les qubits supraconducteurs, la circulation du courant est contr\u00f4l\u00e9e par des portes \u00e0 effet Josephson qui s\u2019ouvrent en fonction de l\u2019application d\u2019un champ magn\u00e9tique externe. C\u2019est une sorte de robinet, un peu comme la base d\u2019un transistor bipolaire.<\/p>\n<p>Il existe en fait plusieurs types de qubits supraconducteurs. Ils diff\u00e8rent par la mani\u00e8re d\u2019encoder l\u2019information quantique avec deux \u00e9tats bien distincts. C\u2019est bien expliqu\u00e9 dans <a href=\"https:\/\/pdfs.semanticscholar.org\/presentation\/5203\/cf0422ce4e8ceee08ee7fcd9e5bbcd615f4e.pdf\">Practical realization of Quantum Computation<\/a> (36 slides) ainsi que dans une <a href=\"https:\/\/www.college-de-france.fr\/site\/serge-haroche\/course-2011-01-24-09h30.htm\">conf\u00e9rence de Serge Haroche<\/a> du Coll\u00e8ge de France de 2011 (mais il faut s\u2019accrocher\u2026).<\/p>\n<p>On distingue donc plusieurs types de qubits supraconducteurs :<\/p>\n<ul>\n<li><u>Qubits de flux<\/u> : leur \u00e9tat correspond au sens de circulation du courant supraconducteur dans sa boucle. C\u2019est le plus facile \u00e0 comprendre et \u00e0 visualiser. La mesure de l\u2019\u00e9tat d\u2019un tel qubit utilise un SQUID (superconducting quantum interference device), un magn\u00e9tom\u00e8tre qui va \u00eatre capable de mesurer le sens du courant dans le qubit, donc son \u00e9tat 0 ou 1. C\u2019est l\u2019approche de D-Wave, de Rigetti, du MIT et de TU-Delft aux Pays-Bas.<\/li>\n<li><u>Qubits de charge \/ transmon<\/u> : leur \u00e9tat correspond \u00e0 des seuils de passage de courant dans la jonction Josephson de la boucle supraconductrice. De petites jonctions Josephson d\u00e9limitent un \u00eelot supraconducteur avec une charge \u00e9lectrique bien d\u00e9finie. Les \u00e9tats de base de tels qubits de charge sont les \u00e9tats de charge de l\u2019\u00eelot en couples d\u2019\u00e9lectrons supraconducteurs appel\u00e9s paires de Cooper. Ces qubits sont aliment\u00e9s par des oscillateurs harmoniques utilisant des radio-fr\u00e9quences allant de 5 \u00e0 10 GHz qui leur sont transmises par fils conducteurs \u00e9lectriques. L\u2019approche d\u2019IBM est une variante de qubit de charge d\u00e9nomm\u00e9e transmon. Google utilise aussi des transmons. C\u2019est aussi l\u2019approche du CEA \u00e0 Saclay qui en est d\u2019ailleurs \u00e0 l\u2019origine.<\/li>\n<li><u>Qubits de phase<\/u> : ils utilisent des jonctions Josephson plus grandes que dans les qubits de charge. L\u2019\u00e9tat du qubit correspond \u00e0 deux niveaux d\u2019\u00e9nergie de courants dans une jonction Josephson. Cette approche est exp\u00e9riment\u00e9e par le NIST aux USA.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Supraconducting-types.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=\"Supraconducting types\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Supraconducting-types_thumb.jpg\" alt=\"Supraconducting types\" width=\"365\" height=\"159\" border=\"0\" \/><\/a>\u00a0 <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Qubit-Supra-Types.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Qubit Supra Types\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Qubit-Supra-Types_thumb.jpg\" alt=\"Qubit Supra Types\" width=\"240\" height=\"166\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Source du second sch\u00e9ma : <a href=\"http:\/\/www.um.es\/bohr\/files\/moo\/SlYu.pdf\">Flux Noise in Superconducting Qubits<\/a> (44 slides).<\/p>\n<p>Les limitations technologiques sont li\u00e9es \u00e0 la taille des qubits qui est de l\u2019ordre du micron, ce qui rend difficile la cr\u00e9ation de grandes puces avec des millions de qubits, \u00e0 la place qui est prise par contr\u00f4leurs utilisant des radiofr\u00e9quences allant jusqu\u2019\u00e0 10 GHz qui poserait encore plus de probl\u00e8mes avec l\u2019augmentation du nombre de qubits, au taux d\u2019erreurs des qubits, aux limites des syst\u00e8mes de cryog\u00e9nie qui sont limit\u00e9s en capacit\u00e9, notamment au niveau de la dimension des disques m\u00e9talliques qui supportent les syst\u00e8mes \u00e0 chaque \u00e9tage du \u201cfrigo\u201d. Divers travaux visent \u00e0 prouver que l&#8217;on peut miniaturiser une partie de ces circuits de contr\u00f4le des qubits supraconducteurs mais ils ne semblent pas avoir aboutit \u00e0 ce stade \u00e0 des r\u00e9alisations concr\u00e8tes.<\/p>\n<p>Ceci \u00e9tant, les progr\u00e8s sont constants dans la r\u00e9duction du bruit des qubits dans cette technologie. Ce bruit a plusieurs origines comme les fluctuations de charge, les \u00e9lectrons baladeurs, les impuret\u00e9s dans les mat\u00e9riaux notamment comportant des atomes d\u2019oxyg\u00e8ne et les perturbations magn\u00e9tiques, ce qui explique pourquoi les ordinateurs quantiques comme ceux de D-Wave sont isol\u00e9s dans des cages de Faraday avec jusqu\u2019\u00e0 16 couches de protection contre les perturbations magn\u00e9tiques.<\/p>\n<p>Pour ce qui est de la mesure de l\u2019\u00e9tat des qubits supraconducteurs, une \u00e9quipe de chercheurs canado-am\u00e9ricaine a publi\u00e9 en 2015 <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/pdf\/1502.00607.pdf\">Heisenberg-limited qubit readout with two-mode squeezed light<\/a> (12 pages) qui propose une m\u00e9thode optique de mesure miniaturisable.<\/p>\n<p>Les qubits supraconducteurs utilisent sinon souvent du <strong>niobium<\/strong> pour ses portes \u00e0 effet Josephson, qui peut \u00eatre remplac\u00e9 par de l\u2019<strong>aluminium<\/strong>, utilis\u00e9 notamment chez Rigetti.Le niobium est un m\u00e9tal qui n\u2019est pas rare. Sous-produit de l\u2019extraction de minerais, il est g\u00e9n\u00e9r\u00e9 \u00e0 raison de plus de 60 000 tonnes par an, provenant essentiellement du Canada et du Br\u00e9sil. Il est surtout utilis\u00e9 dans des alliages sp\u00e9ciaux ainsi que dans les aimants supraconducteurs comme dans ceux de l\u2019acc\u00e9l\u00e9rateur de particules g\u00e9ant LHC du CERN \u00e0 Gen\u00e8ve.<\/p>\n<p>D\u2019un c\u00f4t\u00e9 historique, les premi\u00e8res boites de paires de Cooper ont \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9es exp\u00e9rimentalement en 1997 au CEA de Saclay par Vincent Bouchiat. NEC a cr\u00e9\u00e9 le premier qubit supraconducteur en 1999. Le laboratoire de Daniel Est\u00e8ve au CEA Saclay a cr\u00e9\u00e9 son premier qubit supraconducteur en 2002. Ci-dessous, Daniel Esteve pr\u00e9sentant ce premier qubit supraconducteur (\u00e0 moins que cela soit le premier chipset \u00e0 deux qubits\u2026). Le premier processeur complet int\u00e9grant deux qubits supraconducteurs est arriv\u00e9 en 2012.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Qubit-supraconducteur-CEA-Saclay.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=\"Qubit supraconducteur CEA Saclay\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Qubit-supraconducteur-CEA-Saclay_thumb.jpg\" alt=\"Qubit supraconducteur CEA Saclay\" width=\"333\" height=\"223\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Comme les paires de Cooper sont l\u2019un des rares ensembles de particules qui sont des bosons, ils peuvent \u00eatre condens\u00e9s dans le m\u00eame \u00e9tat quantique, ce qui permet \u00e0 un qubit de charge ou de flux d\u2019avoir une propri\u00e9t\u00e9 quantique \u201cmacro\u201d de plusieurs (des millions) quantums, ces paires de Cooper.<\/p>\n<p>L\u2019\u00e9quipe de physiciens de Daniel Est\u00e8ve au CEA de Saclay continue de travailler sur les qubits supraconducteurs tendance transmon avec en ligne de mire la cr\u00e9ation de qubits plus stables et g\u00e9n\u00e9rant moins d\u2019erreurs. C\u2019est une approche de recherche long terme qui fait partie du champ de la physique de la mati\u00e8re condens\u00e9e. En d\u2019autres termes, de la mati\u00e8re \u00e0 tr\u00e8s basse temp\u00e9rature.<\/p>\n<p>Pour en savoir plus sur les qubits supraconducteurs et les d\u00e9fis de leur mise au point, voir notamment cette excellente pr\u00e9sentation du MIT : <a href=\"http:\/\/library.psfc.mit.edu\/catalog\/online_pubs\/iap\/iap2018\/oliver.pdf\">Quantum Engineering of Superconducting Qubits<\/a>, 2018 (58 slides) ainsi que <a href=\"http:\/\/cryocourse2016.aalto.fi\/Lectures\/Wallraff-Superconducting_qubits.pdf\">Quantum Physics with Superconducting Qubits<\/a> de Andreas Wallraff, de l\u2019ETH Zurich, 2016 (49 slides).<\/p>\n<p><strong><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/2000px-IBM_logo.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"2000px-IBM_logo\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/2000px-IBM_logo_thumb.jpg\" alt=\"2000px-IBM_logo\" width=\"257\" height=\"103\" border=\"0\" \/><\/a><\/strong><\/p>\n<p>IBM est un des rares grands acteurs du num\u00e9rique qui investit dans la recherche fondamentale et depuis tr\u00e8s longtemps. Qui fait de la recherche fondamentale ? Principalement IBM, Microsoft, Google, les \u00e9quipementiers et les op\u00e9rateurs t\u00e9l\u00e9coms. Les Bell Labs issus du d\u00e9mant\u00e8lement d\u2019AT&amp;T en 1982 font maintenant partie de Nokia apr\u00e8s \u00eatre pass\u00e9e par Lucent et Alcatel-Lucent. Le reste des acteurs, tels que Apple se contente de cr\u00e9er des produits. Facebook fait un peu de recherche fondamentale en IA.<\/p>\n<p>A ce titre, IBM est l\u2019un des plus avanc\u00e9s dans la recherche sur le quantique universel, ayant tout mis\u00e9 sur les supraconducteurs \u00e0 effet Josephson. Les efforts d\u2019IBM dans le quantique sont sous l\u2019aile de la marque IBM Q. Ils sont pilot\u00e9s par les chercheurs de leur site de Yorktown dans l\u2019Etat de New York, en liaison avec diff\u00e9rents laboratoires d\u2019IBM dans le monde dont celui de Zurich, avec des universit\u00e9s am\u00e9ricaines et avec l\u2019Universit\u00e9 ETH Zurich.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IBM-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=\"IBM Qubit\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IBM-Qubit_thumb.jpg\" alt=\"IBM Qubit\" width=\"509\" height=\"288\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>En trois ans, IBM a fait \u00e9voluer rapidement le nombre de qubit de ses prototypes d\u2019ordinateurs quantiques. On est ainsi pass\u00e9 de 5 Qubits en 2016 (<a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=KZf4BSmgdO4\">vid\u00e9o<\/a>) \u00e0 50 qubits fin 2017. Leurs efforts portent surtout sur la r\u00e9duction du bruit pouvant affecter la qualit\u00e9 des calculs quantiques. Ils travaillent aussi sur l\u2019utilisation de \u201csurface codes\u201d, ces arrangements de qubits en matrices qui permettent de g\u00e9rer la correction des erreurs.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IBM-Roadmap.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=\"IBM Roadmap\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IBM-Roadmap_thumb.jpg\" alt=\"IBM Roadmap\" width=\"507\" height=\"296\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>IBM propose ses qubits dans le cloud. Ils avaient d\u00e9marr\u00e9 avec 5 qubits en 2016, puis \u00e9taient pass\u00e9s \u00e0 16 qubits et en sont \u00e0 20 qubits, depuis novembre 2017 (<a href=\"https:\/\/techcrunch.com\/2017\/11\/10\/ibm-passes-major-milestone-with-20-and-50-qubit-quantum-computers-as-a-service\">source<\/a>). Ils proposent un outil graphique en ligne de cr\u00e9ation de son algorithme quantique (<em>ci-dessous<\/em>, avec la version 5 qubits lanc\u00e9e en 2016). Voici un <a href=\"https:\/\/medium.com\/qiskitters\/how-to-program-a-quantum-computer-982a9329ed02\">petit tutoriel de programmation<\/a> utilisant le SDK open source Qiskit qui supporte de son c\u00f4t\u00e9 le langage de bas niveau <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/1707.03429\">OpenQASM<\/a> qui pilote les qubits d\u2019IBM. Voir aussi cette <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=S52rxZG-zi0\">vid\u00e9o de vulgarisation<\/a> de haut niveau par Talia Gershon. Les qubits d\u2019IBM dans le cloud sont d\u00e9j\u00e0 utilis\u00e9s par des milliers de chercheurs, entrepreneurs et \u00e9tudiants dans le monde.<\/p>\n<p>Ceci \u00e9tant, les qubits d\u2019IBM ont \u00e9t\u00e9 benchmark\u00e9s par Kristel Michielsen dans <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/abs\/1706.04341\">Benchmarking gate-based quantum computers<\/a>, 2017 et leur qualit\u00e9 semble bien faible. En particulier, les portes CNOT semblent g\u00e9n\u00e9rer un fort taux d\u2019erreurs.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IBM-Quantum-Cloud.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=\"IBM Quantum Cloud\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IBM-Quantum-Cloud_thumb.jpg\" alt=\"IBM Quantum Cloud\" width=\"537\" height=\"304\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>IBM battait aussi un record de simulation num\u00e9rique de 56 qubits en 2017, sur un supercalculateur classique de leur cru, le Vulcan BlueGene install\u00e9 au Lawrence Livermore National Laboratory en Californie (source : <a href=\"https:\/\/spectrum.ieee.org\/tech-talk\/computing\/hardware\/ibms-quantum-leap-simulates-56qubit-machine\">IBM Simulates a 56-Qubit Machine<\/a>, 2017). La performance est document\u00e9e dans <a href=\"https:\/\/arxiv.org\/pdf\/1710.05867.pdf\">Breaking the 49-Qubit Barrier in the Simulation of Quantum Circuits<\/a>, 2017 (24 pages). 56 qubits est d\u2019ailleurs le record en date de simulation de qubits dans un supercalculateur.<\/p>\n<p><strong><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Google.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Google\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Google_thumb.jpg\" alt=\"Google\" width=\"240\" height=\"80\" border=\"0\" \/><\/a><\/strong><\/p>\n<p>Google a trois fers au feu pour ce qui est du calcul quantique. Il offre d\u2019abord des capacit\u00e9s de simulation d\u2019algorithmes quantiques sur ses serveurs traditionnels, puis teste des algorithmes sur des D-Wave dans le laboratoire QUAIL conjoint avec la NASA situ\u00e9 au Ames Research Center de Mountain View, et enfin, planche sur son propre ordinateur quantique universel \u00e0 base de qubits supraconducteurs, en partenariat avec l\u2019Universit\u00e9 de Santa Barbara en Californie d\u2019o\u00f9 provient John Martinis qui pilote l\u2019activit\u00e9 quantique de Google.<\/p>\n<p>Comme IBM, ils cherchent \u00e0 en augmenter le nombre tout en diminuant le taux d\u2019erreur. Le g\u00e9ant de Mountain View n\u2019est pas un fournisseur de supercalculateurs. Il pr\u00e9voit sans doute d\u2019utiliser ses ordinateurs quantiques pour ses propres besoins destin\u00e9s aux usages grand public et pour ses offres de cloud computing destin\u00e9es aux entreprises. Cela pourra aussi servir plus largement aux autres filiales du groupe Alphabet et en particulier celle qui travaille dans la sant\u00e9, Verily, qui sera tr\u00e8s int\u00e9ress\u00e9e par les capacit\u00e9s de simulation mol\u00e9culaires du quantique, pour inventer de nouveaux traitements.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Google-roadmap.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=\"Google roadmap\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Google-roadmap_thumb.jpg\" alt=\"Google roadmap\" width=\"471\" height=\"261\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Google a fait r\u00e9guli\u00e8rement \u00e9voluer le nombre de qubits de ses prototypes d\u2019ordinateurs quantiques. En avril 2017, on en \u00e9tat \u00e0 6 qubits. En juin 2017, Google annon\u00e7ait vouloir atteindre 49 qubits stables. Et en mars 2018, c\u2019\u00e9tait le tour d\u2019une annonce d\u2019un record de 72 qubits avec la g\u00e9n\u00e9ration Bristlecone, promettant un taux d\u2019erreurs inf\u00e9rieur \u00e0 0,5% dans les paires de qubits coupl\u00e9es entre elles. Mais ce record n\u2019a pas encore donn\u00e9 lieu \u00e0 une publication scientifique v\u00e9rifiable et il leur faudra probablement encore quelques mois pour mettre cela au point. Et la communication scientifique aura int\u00e9r\u00eat \u00e0 \u00eatre pr\u00e9cise, faisant la part des choses entre le taux d\u2019erreur des qubits individuels, celui des portes reliant des paires de qubits, sur la mani\u00e8re dont les qubits sont reli\u00e9s entre eux, sur le temps de coh\u00e9rence des qubits ainsi que sur la dur\u00e9e d\u2019ex\u00e9cution des portes quantiques. Google communiquait d\u2019ailleurs un peu trop rapidement sur l\u2019av\u00e8nement rapide de la fameuse supr\u00e9matie quantique.<\/p>\n<p>Du c\u00f4t\u00e9 logiciel, nous avons d\u00e9j\u00e0 vu dans la partie d\u00e9di\u00e9e aux outils de d\u00e9veloppement que Google proposait d\u2019un c\u00f4t\u00e9 Circ, un outil de programmation de bas niveau, compl\u00e9t\u00e9 par OpenFermion, un framework de plus haut niveau cod\u00e9velopp\u00e9 avec Rigetti, et d\u00e9di\u00e9 notamment \u00e0 la simulation de l\u2019interaction entre atomes.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/rigetti-logo-final.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"rigetti-logo-final\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/rigetti-logo-final_thumb.jpg\" alt=\"rigetti-logo-final\" width=\"295\" height=\"108\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Rigetti est le troisi\u00e8me larron du supraconducteur universel \u201ccommercial\u201d. Ils en sont actuellement \u00e0 19 qubits avec leurs chipsets avec une version \u00e0 128 qubits en cours de mise au point, annonc\u00e9e d\u00e9but ao\u00fbt 2018.<\/p>\n<p>Avec D-Wave, c\u2019est la seconde startup la mieux financ\u00e9e du secteur, ayant lev\u00e9 en tout $69,5M. La startup a \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9e par Chad Rigetti en 2013. Ce dernier avait obtenu une th\u00e8se de doctorat \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 de Yale sur les qubits supraconducteurs en 2009, <a href=\"http:\/\/qulab.eng.yale.edu\/documents\/theses\/Rigetti-PhDthesis-QuantumGatesForSuperconductingQubits-Yale2009.pdf\">Quantum Gates for Superconducting Qubits<\/a> (248 pages).<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Rigetti.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=\"Rigetti\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Rigetti_thumb.jpg\" alt=\"Rigetti\" width=\"469\" height=\"268\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Il est difficile d\u2019appr\u00e9cier la mani\u00e8re dont Rigetti fait avancer l\u2019\u00e9tat de l\u2019art avec ses qubits supraconducteurs. Leur nombre est en ligne avec ceux d\u2019IBM. Ils communiquent peu sur leur taux d\u2019erreur et temps de coh\u00e9rence.<\/p>\n<p>Comme IBM et D-Wave, ils ont une approche d\u2019int\u00e9gration verticale. Cela va jusqu\u2019\u00e0 leur propre petite unit\u00e9 de fabrication pour leurs chipsets maison. Ils peuvent se le permettre car l\u2019\u00e9quipement revient \u00e0 environ $10M, ce qui est raisonnable. Ce cout mod\u00e9r\u00e9 vient de ce que la cr\u00e9ation de circuits de qubits supraconducteurs se fait avec un niveau d\u2019int\u00e9gration tr\u00e8s faible. Dans le cas de qubits CMOS, il faut par contre disposer d\u2019un \u00e9quipement d\u2019au moins $1B ! Voir <a href=\"http:\/\/jotterbach.github.io\/resources\/talks\/KL_QuantumCloudComputing.pdf\">Quantum Cloud Computing Rigetti<\/a> de Johannes Otterbach, 2018 (107 slides) et la <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=USNaDTpXAF8\">vid\u00e9o correspondante<\/a>.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Rigetti-Lab.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=\"Rigetti Lab\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Rigetti-Lab_thumb.jpg\" alt=\"Rigetti Lab\" width=\"460\" height=\"138\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Leurs outils de d\u00e9veloppement propos\u00e9s par Rigetti comprennent pyQuil pour le scripting et Quil pour la gestion des portes quantiques. Ils sont tous deux open source et publi\u00e9s sur Github. Quil permet de synchroniser des t\u00e2ches sur la partie quantique et la partie traditionnelle de l\u2019ordinateur (<a href=\"https:\/\/arxiv.org\/pdf\/1608.03355.pdf\">documentation<\/a>), ce qui en soi, n\u2019a rien d\u2019extraordinaire par rapport \u00e0 l\u2019approche des autres acteurs de ce march\u00e9.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Rigetti-Forrest.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=\"Rigetti Forrest\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Rigetti-Forrest_thumb.jpg\" alt=\"Rigetti Forrest\" width=\"475\" height=\"285\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>C\u00f4t\u00e9 \u201cGo to to market\u201d, Rigetti pr\u00e9voit de proposer l\u2019acc\u00e8s \u00e0 ses ordinateurs quantiques via le cloud, un peu comme le fait IBM et devraient le faire Google et Microsoft.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Intel-logo.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=\"Intel logo\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Intel-logo_thumb.jpg\" alt=\"Intel logo\" width=\"172\" height=\"114\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Au CES 2018, le CEO d\u2019Intel avait fi\u00e8rement brandi un chipset de 49 qubits lors de son keynote dans la grande salle de l\u2019h\u00f4tel Monte Carlo, entre une d\u00e9monstration de drone de passager et un discours sur l\u2019intelligence artificielle. Ce processeur en technologie supraconductrice \u00e9tait impressionnant mais ne semble pas encore op\u00e9rationnel. D\u00e9nomm\u00e9 Tangle Lake, ce chipset utilise une technologie supraconductrice voisine de celles d\u2019IBM et Google. Il est en cours de test chez <strong>Qutech <\/strong>aux Pays-Bas;<\/p>\n<p>Il repr\u00e9sente un enjeu cl\u00e9 pour Intel qui devrait \u00e9viter de rater cette grande vague technologique qu\u2019est l\u2019informatique quantique. Ils ont rat\u00e9 celle du mobile et ne sont pas bien en point dans l\u2019intelligence artificielle face \u00e0 Nvidia qui leur taille des croupi\u00e8res.<\/p>\n<p>Intel a plusieurs fers au feu dans le quantique. Ils creusent \u00e0 la fois la piste des qubits supraconducteurs et ont pr\u00e9sent\u00e9 \u00e0 ce jour plusieurs puces allant jusqu\u2019\u00e0 une cinquantaine de qubits comme Tangle Lake, et celle des qubits CMOS, que nous \u00e9voquerons dans la prochaine partie, qui s\u2019appuiera sur leur savoir-faire en industrialisation de production de composants de ce type, un savoir qui est rare et cher dans l\u2019industrie.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Intel-roadmap_thumb.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=\"Intel-roadmap_thumb\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Intel-roadmap_thumb_thumb.jpg\" alt=\"Intel-roadmap_thumb\" width=\"501\" height=\"271\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Leurs chipsets quantiques supraconducteurs \u00e9voluent \u00e0 un rythme voisin de ceux de Google et IBM dans les supraconducteurs. Ils en \u00e9taient ainsi \u00e0 7 qubits fin 2016, 17 qubits fin 2017 puis 49 qubits pr\u00e9sent\u00e9s en janvier 2017, tous en supraconducteurs. Ces chipsets doivent \u00eatre refroidis \u00e0 20 mK. Intel pense pouvoir monter la temp\u00e9rature op\u00e9rationnelle \u00e0 1K, ce qui r\u00e9duirait les exigences et le co\u00fbt du refroidissement. Mais on ne sait pas comment, \u00e0 part, via la fili\u00e8re CMOS que nous \u00e9voquerons dans la prochaine partie.<\/p>\n<p>______________________<\/p>\n<p>Dans la <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2018\/comprendre-informatique-quantique-autres-technologies\/\">partie suivante<\/a>, nous ferons le tour des autres acteurs avec les ordinateurs quantiques CMOS, \u00e0 base de NV Centers (cavit\u00e9s de diamants), en optique lin\u00e9aire et \u00e0 base d\u2019architectures topologiques.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Apr\u00e8s avoir d\u00e9crit l\u2019offre de D-Wave, passons \u00e0 celle des ordinateurs quantiques supraconducteurs \u00e0 portes quantiques universelles. En effet, d\u2019un point de vue physique, les ordinateurs adiabatiques de D-Wave et ceux de cette partie sont assez voisins, utilisant des variantes de l\u2019effet Josephson dans des circuits supraconducteurs. 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