Ordinateur quantique « Made in Germany »

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La start-up bavaroise spécialisée dans l’informatique quantique Planqc vient de décrocher une nouvelle commande de 20 millions d’euros et développe un supercalculateur quantique doté de 1 000 qubits – une première mondiale en termes de puissance – , capable de déboucher sur des applications concrètes.

L’atout majeur des processeurs et ordinateurs quantiques réside dans les « qubits », abréviation de « bits quantiques ». Comme leur nom l’indique, il s’agit d’une variante particulière de bits (chiffres binaires). Contrairement aux bits classiques – qui ne peuvent prendre que deux états, 0 ou 1, « éteint » ou « allumé » – , les qubits exploitent le phénomène d’intrication quantique pour se trouver simultanément dans plusieurs états différents.

Ainsi, un « quantum byte » composé de huit qubits intriqués peut théoriquement représenter tous les nombres de 0 à 255 en parallèle. Plus le nombre de qubits augmente, plus le nombre d’états possibles croît exponentiellement – et plus la puissance de calcul théorique s’accroît.

Maintenir la stabilité des qubits reste toutefois le principal défi technique. C’est là qu’intervient la start-up bavaroise Planqc : grâce à une nouvelle commande du Centre de calcul Leibniz (LRZ), elle est désormais sur la bonne voie pour y parvenir. Détails à suivre.

L’Allemagne se positionne comme leader mondial en calcul quantique

En 2005, le physicien expérimental germano-autrichien Rainer Blatt, de l’université d’Innsbruck, a été le premier à réussir à intriquer huit qubits. Tout comme les fondements de la physique quantique remontent au physicien allemand Max Planck, l’Allemagne joue également un rôle de premier plan dans le domaine émergent du calcul quantique. En janvier 2022, le premier ordinateur quantique européen doté de plus de 5 000 qubits est entré en service à Jülich (Rhénanie-du-Nord-Westphalie). La plupart des records récemment annoncés restent toutefois encore limités à environ 1 000 qubits. Comme mentionné précédemment, la principale difficulté réside dans la stabilisation des qubits : pour y parvenir, il faut les refroidir à des températures proches du zéro absolu (-273,15 °C), comme c’est le cas à Jülich, afin de préserver leurs propriétés quantiques extrêmement sensibles – tel que l’explique le service d’information scientifique idw.

Le startup bavaroise Planqc – dont le nom, non fortuitement choisi, fait référence à « Planck » – adopte une approche légèrement différente. Elle vient de décrocher une commande de 20 millions d’euros auprès du Leibniz-Rechenzentrum, lui-même basé à Garching près de Munich. Par ailleurs, elle a reçu une promesse de financement supplémentaire de 29 millions d’euros, notamment du Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR).

Planqc développe des qubits de haute qualité

L’objectif du projet baptisé MAQCS – soutenu par l’Institut Max-Planck d’optique quantique (MPQ) à Garching – est de concevoir, d’ici 2027, un système spécifiquement adapté aux exigences du calcul haute performance (HPC), capable de minimiser les temps de latence du calculateur quantique.

« Pour y parvenir, il faut disposer d’un très grand nombre de qubits », cite Business Insider Gründerszene Sebastian Blatt, cofondateur et directeur technique (CTO) de Planqc. La similitude de noms est peut-être fortuite, mais le pionnier Rainer Blatt a été, au départ, directeur scientifique de Munich Quantum Valley, l’initiative regroupant plusieurs acteurs de la recherche quantique basée au MPQ de Garching.

Avec les qubits, ce n’est pas tant la quantité qui compte que la qualité : temps de latence, taux de correction d’erreurs, température de fonctionnement et efficacité des algorithmes sont autant de paramètres critiques. Ce qui enthousiasme particulièrement Sebastian Blatt, c’est l’intégration du système dans l’infrastructure HPC existante du Leibniz-Rechenzentrum (LRZ).

Cette intégration permettrait de décomposer des calculs extrêmement complexes – qui, sur des supercalculateurs classiques, prennent souvent plusieurs mois – en deux parties : une partie classique et une partie quantique. « Chaque amélioration ou accélération des résultats obtenus grâce à l’usage d’un ou plusieurs coprocesseurs quantiques apporte ici un avantage direct », souligne le CTO de Planqc.