Scott Crowder d'IBM explique comment IBM Q aidera à développer des applications pour l'informatique quantique

IBM Q n'est pas un vaporware. Il s’agit d’un projet en cours depuis des années qui pourrait aider le calcul quantique à atteindre son énorme potentiel. L’avenir des ordinateurs quantiques pourrait arriver plus tôt que vous ne le pensez.

Lorsque la nouvelle est arrivée la semaine dernière de la décision d’IBM de proposer le premier ordinateur quantique universel disponible dans le commerce, cela a été qualifié de « transfert » d’IBM Research à IBM Systems. Selon Scott Crowder, directeur technique et vice-président de l’informatique quantique, de la stratégie technique et des systèmes de l’entreprise, ce n’est pas tout à fait le cas.

« Ce n’est pas vraiment un transfert, c’est vraiment un partenariat », a expliqué Crowder. "C'est définitivement un point de transition entre la science pure, la recherche pure et l'ingénierie, le développement et la commercialisation."

"Mais nous sommes dans les années 40", a-t-il poursuivi, faisant une comparaison avec une époque déterminante dans le développement des ordinateurs classiques. « Nous ne sommes pas dans les années 60 ou 70, nous sommes dans les années 40. Nous n’en sommes qu’aux tout premiers jours; nous continuons à mettre en œuvre une grande partie des principes fondamentaux, tout en essayant de rendre les systèmes accessibles à un groupe plus large de personnes.

Les gens se demandent souvent quel impact le calcul quantique aura sur leur vie quotidienne. En proposant le premier ordinateur quantique universel disponible dans le commerce, IBM espère le découvrir.

Faire entrer les ordinateurs quantiques dans le monde réel

Le communiqué de presse d'IBM sur ses projets à venir en matière de matériel quantique regorgeait d'applications potentielles pour cette technologie et de citations animées du personnel de l'entreprise et d'experts dans le domaine. En revanche, il n’a pas été précisé quand ses ordinateurs quantiques seront commercialisés. L’annonce de la société promet que les ordinateurs quantiques universels seront livrés aux partenaires « tout au long de la période ». les prochaines années. » Il a également déclaré que l'objectif était de construire des systèmes d'environ 50 qubits « dans les prochaines années ». années."

Le fait que seul un vague calendrier ait été rendu public pourrait amener certains à croire qu'IBM Q est une tentative de s'assurer une place à la table quantique sans graver de plans dans le marbre. Cependant, Crowder maintient qu’il existe un calendrier très ferme à huis clos.

« Oui, nous avons en interne une définition rigide des « prochaines années » », a-t-il ri. « Nous avons annoncé que notre intention était de proposer des systèmes à un groupe sélectionné de partenaires industriels cette année. Nous avons dit que nous les améliorerions à une taille d’environ 50 qubits au cours des prochaines années.

IBM Q n'est pas un projet conçu uniquement pour une bonne couverture médiatique. En fait, Crowder a spécifiquement fait référence à l’intention de l’entreprise de rendre les systèmes quantiques « réels », plutôt que de simplement être des « présentations PowerPoint et vaporwares ».

Bien que les détails du calendrier restent secrets, IBM espère beaucoup qu'IBM Q pourra contribuer à favoriser la prochaine évolution de l'informatique quantique. Et même si la société n’est pas prête à partager un calendrier détaillé avec le public, elle n’a aucune réserve quant à la différence entre son matériel quantique et les autres systèmes du marché.

Qu'est-ce qu'il y a dans un nom?

À moins que vous n'ayez suivi de très près le développement de l'informatique quantique, vous avez peut-être été confus lorsque IBM a annoncé le premier ordinateur quantique universel disponible dans le commerce la semaine dernière, car D-Wave fournit du matériel quantique aux utilisateurs d'entreprise depuis plusieurs années.

Cependant, D-Wave a été critiqué pour la manière dont il présente son matériel. La société fait la promotion de ses produits en fonction de leur nombre de qubits – son système le plus récent a accès à 2 000 qubits, ce qui est bien plus que l'ambition d'IBM de produire un système de 50 qubits dans les prochains mois. années. Cependant, les deux volets matériels ne peuvent pas être comparés directement, car D-Wave construit des recuits quantiques, qui ne peuvent résoudre que certains problèmes. IBM travaille sur des ordinateurs quantiques universels qui, comme un ordinateur classique, peuvent résoudre de nombreux types de problèmes.

"Je pense que les gens qui s'intéressent profondément à ce domaine comprennent les différences", a déclaré Crowder. "Mais même pour le technologue moyen, c'est vraiment déroutant."

"Ce que nous proposons n'est pas un système à fonction fixe, c'est un système universel", a-t-il ajouté. "Mais plus important que cela, la puissance de l'informatique quantique qui enthousiasme tout le monde est ce concept selon lequel vous pouvez explorer un espace exponentiel avec."

Crowder fait référence au concept d’intrication quantique complète, qui permet aux qubits d’occuper une gamme d’états plus large que l’activation/désactivation binaire des bits traditionnels. Il ne faudrait que 40 ou 50 qubits dans cet état pour créer un ordinateur quantique qui ne peut pas être simulé sur un ordinateur classique. À l’heure actuelle, il y a un débat quant à savoir si le matériel de D-Wave peut offrir ces avantages par rapport aux systèmes traditionnels, même avec un nombre de qubits beaucoup plus élevé.

Même sous sa forme actuelle, le matériel quantique d’IBM représente un pas au-delà de ce qui était auparavant proposé dans le commerce. Mais pour réaliser ses nobles ambitions en matière de projet, l’entreprise ne recherche pas seulement des clients; il cherche des partenaires.

Comme « Early Access », mais pour les ordinateurs quantiques

IBM prévoit de déployer ses premiers systèmes quantiques « à accès anticipé » auprès de partenaires industriels sélectionnés d'ici la fin de 2017. Cependant, il ne s’agira pas d’une transaction traditionnelle en termes d’achat de matériel auprès d’un fabricant – l’entreprise ne se contente pas de faire de belles paroles lorsqu’elle qualifie les premiers utilisateurs de « partenaires ».

"Pour les premiers couples que nous ferons, nous voulons absolument avoir des partenaires avec lesquels nous travaillerons en très étroite collaboration", a déclaré Crowder. "Nous espérons trouver des partenaires qui pilotent l'écosystème."

Les partenaires d’IBM bénéficieront de cette configuration, puisque le matériel lui-même sera entretenu et périodiquement mis à niveau par l’entreprise. Un ordinateur quantique a des exigences strictes en termes d’espace, de température et d’autres aspects pratiques. En gardant le système sous l’œil vigilant d’IBM, les partenaires pourront plus facilement se concentrer sur la mise à profit de ses capacités.

IBM a déjà fait ses preuves en matière de fourniture de calcul quantique via le cloud, grâce à l'expérience IBM. "Ce n'est pas comme si vous faisiez cinq qubits dans un laboratoire, vous coupiez le truc plusieurs fois et ça marche, vous obtenez vos résultats, puis vous le relancez deux mois plus tard pour le faire fonctionner à nouveau", a déclaré Crowder. "Non, nous avons démontré que nous pouvons avoir un véritable ordinateur quantique fonctionnant en continu depuis mai [2016]."

De l'autre côté du marché, IBM espère que ces partenariats pourront éclairer l'avenir de l'initiative IBM Q. De grandes questions subsistent quant à savoir comment et pourquoi les entreprises choisiront de mettre en œuvre du matériel quantique. Un travail collaboratif avec les premiers utilisateurs pourrait apporter des réponses.

Cela devrait montrer clairement qu'IBM Q est un projet à long terme. Les partenaires présents au rez-de-chaussée s'inscrivent pour explorer des territoires inexplorés aux côtés de l'entreprise – ce qui pourrait les aider à décrocher la première place lorsque les avantages commerciaux d’un système quantique deviendront clair. IBM envisage trois étapes. Cependant, l’entreprise n’est pas encore prête à abandonner ses efforts informatiques classiques.

Un véritable bond en avant

"Absolument", a répondu Crowder lorsque nous lui avons demandé si IBM s'attendait à voir coexister les ordinateurs quantiques et classiques à l'avenir. "Absolument, pendant bien plus longtemps que ma vie."

"Ce que les ordinateurs classiques font bien, c'est stocker et traiter beaucoup de données, et ils le font beaucoup plus efficacement que l'informatique quantique aujourd'hui, et pour autant que je puisse le voir dans le futur", a-t-il expliqué. « En théorie, les ordinateurs quantiques universels peuvent remplir n’importe quelle fonction qu’un ordinateur classique, mais à mon avis, ils ne sont pas aussi efficaces pour traiter de grandes quantités de données. Les ordinateurs quantiques sont doués pour explorer de vastes espaces de problèmes.

IBM ne considère pas les ordinateurs quantiques comme la prochaine génération d’ordinateurs classiques. Il s’agit d’une toute nouvelle catégorie de matériel qui possède ses propres forces, ses propres faiblesses et le potentiel de certaines applications très puissantes.

Bien sûr, il s’agit d’une technologie encore immature. Les chercheurs du monde entier ont réalisé des progrès considérables vers un système universel fonctionnel à grande échelle. ordinateur quantique ces dernières années, mais moins de progrès ont été réalisés en termes de potentiel de hachage applications. C’est en quelque sorte un cercle vicieux.

"Avec un système d'environ 20 à 25 qubits, vous pouvez toujours simuler ce système quantique sur votre ordinateur portable", a déclaré Crowder. « Quand vous commencez à atteindre la quarantaine, voire la cinquantaine, vous ne pouvez même pas vraiment explorer tout cet espace de possibilités sur le plus grand supercalculateur du monde. C’est une discontinuité intéressante.

"En fait, vous devez avoir accès à un système quantique pour vraiment comprendre comment vous construisez des algorithmes et des cas d'utilisation pour un système quantique", a-t-il ajouté. "On ne peut plus le simuler sur un système classique."

Définir la référence

À l’heure actuelle, nous en sommes si tôt au processus de construction d’ordinateurs quantiques universels qu’il n’existe même pas de méthode standardisée pour comparer un système à un autre. IBM espère résoudre ce problème via une métrique appelée volume quantique, qui prend en compte le nombre de qubits, la qualité des opérations quantiques, la connectivité des qubits, le temps de cohérence, le parallélisme, etc.

"Ce sont tous ces éléments réunis qui vous indiquent la puissance de votre ordinateur quantique, en termes de taille de l'espace qu'il peut explorer", a déclaré Crowder. « Nous sommes très ouverts à ce que d’autres personnes interviennent et perfectionnent cette référence, mais nous aurons besoin d’une sorte de référence comme cela au fil du temps, afin que les gens puissent facilement comprendre la valeur de cet ordinateur quantique par rapport à un autre quantique ordinateur; cette génération contre la prochaine génération.

Le fait qu’il n’existe pas de référence de ce type démontre à quel point il reste du travail à faire pour transformer le calcul quantique d’un travail théorique prometteur en un produit commercial réalisable.

"Comme je l'ai dit, nous sommes dans les années 40", a déclaré Crowder. « Nous n’avons pas encore de référence industrielle pour classer la puissance d’un système quantique, mais c’est le genre de chose que je pense. Je pense que vous verrez un développement rapide au cours des deux prochaines années, alors qu'IBM et d'autres continuent de repousser les limites de ces technologies. systèmes. »

IBM met en place une infrastructure qui pourrait s'avérer très précieuse dans les années à venir. Entre sa métrique de valeur quantique, ses relations avec les partenaires IBM Q et l'expérience IBM, le l'entreprise est déjà en train de faire de l'informatique quantique un élément clé de son activité intérêts.

"Nous pensons que nous sommes arrivés au point où nous entrevoyons une voie vers des systèmes plus grands dans un avenir proche", a déclaré Crowder. « Je sais que l’annonce ne comporte pas de calendrier précis, mais nous voyons cette voie vers des systèmes plus grands. Cela amène les choses au point où cela devient intéressant.

IBM a déjà investi beaucoup de temps et de ressources dans l'informatique quantique; IBM Q représente la prochaine étape. L’entreprise a l’ambition de devenir le fer de lance de l’informatique quantique en tant que produit commercial. S'il parvient à trouver les bons partenaires à cette étape cruciale, IBM Q pourrait jouer un rôle central en sortant la technologie des laboratoires de recherche et en développant ses applications dans le monde réel.

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