L'informatique quantique prend de l'ampleur
L'informatique quantique a longtemps été un terme à la mode, évoquant la science-fiction et le mystère. Mais ces derniers temps, elle quitte le domaine de la science-fiction pour s'intégrer concrètement à l'ingénierie. Preuve en est le récent partenariat entre IBM et Cisco, qui vise à construire un réseau informatique quantique distribué capable de relier des systèmes quantiques puissants sur de longues distances.
C'est une avancée majeure car les ordinateurs quantiques ne sont pas de simples versions plus rapides des machines classiques. Leur fonctionnement est radicalement différent. Au lieu de bits qui valent soit zéro, soit un, ils utilisent des bits quantiques, ou qubits, qui peuvent se trouver simultanément dans plusieurs états. Cela ouvre la voie à de nouveaux types de calculs extrêmement difficiles, voire impossibles, pour les ordinateurs traditionnels.
Le hic, c'est que les machines quantiques sont fragiles. Elles sont très sensibles au bruit et aux erreurs. C'est là qu'intervient le concept de systèmes quantiques tolérants aux pannes. Il s'agit d'ordinateurs quantiques conçus avec une correction d'erreurs suffisante pour exécuter de manière fiable des programmes longs et complexes. IBM a été l'un des pionniers dans la poursuite de cet objectif. Aujourd'hui, Cisco entre en scène avec son expertise pointue en matière de réseaux.
Ce que IBM et Cisco sont en train de construire réellement
L'objectif n'est pas de se contenter d'un unique ordinateur quantique géant installé dans un laboratoire. IBM et Cisco souhaitent plutôt construire un réseau d'informatique quantique distribué. En d'autres termes, il s'agit de systèmes quantiques distincts capables de collaborer à distance, un peu comme un système multijoueur pour processeurs quantiques.
Pour y parvenir, ils ont besoin de trois ingrédients principaux.
Systèmes quantiques tolérants aux pannes : il s’agit de machines quantiques de nouvelle génération capables d’exécuter des charges de travail stables sans plantages constants dus au bruit et aux erreurs.
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Connexions quantiques longue distance : aujourd’hui, la plupart des expériences se limitent à des liaisons courtes au sein d’un même laboratoire. IBM et Cisco souhaitent étendre ces liaisons beaucoup plus loin, potentiellement entre villes, voire à travers les continents.
Les données quantiques seules ne suffisent pas à elles seules. Il vous faut également du matériel et des logiciels réseau traditionnels pour gérer le trafic, surveiller les performances et coordonner le travail entre les systèmes quantiques. C'est là que Cisco excelle.
L'objectif est de créer une architecture où plusieurs ordinateurs quantiques peuvent fonctionner comme une seule ressource de grande capacité en cas de besoin. Cela faciliterait l'augmentation de la puissance quantique sans avoir à concentrer tous les qubits dans un seul boîtier.
Imaginez que vous passiez d'un PC de jeu puissant à un service de jeu en nuage. Au lieu de dépendre d'une seule machine, vous exploitez une infrastructure distribuée qui peut être mise à niveau et étendue au fil du temps.
Pourquoi ce réseau est important pour l'avenir
Alors pourquoi les débutants devraient-ils s'intéresser à cette information et ne pas la laisser aux physiciens et aux ingénieurs réseau ?
Connecter des systèmes quantiques à grande distance ouvre un champ de possibilités immense, bien au-delà d'une simple expérience de laboratoire. En voici quelques-unes des plus intéressantes.
Informatique quantique à grande échelle : au lieu de construire un dispositif massif comportant des milliers ou des millions de qubits, il est possible de relier des machines plus petites entre elles. Ce modèle distribué pourrait s’avérer plus réaliste et plus flexible.
Communication quantique sécurisée : les réseaux quantiques peuvent, en théorie, fournir des canaux extrêmement sécurisés où toute écoute clandestine est détectable. Un réseau quantique longue distance pourrait assurer la sécurité de nouvelle génération pour les banques, les gouvernements et les fournisseurs de services cloud.
Ressources quantiques partagées Tout comme le cloud computing a facilité la location de serveurs pour les startups au lieu de leur achat, un réseau quantique pourrait permettre aux entreprises et aux chercheurs d'accéder à la puissance quantique à la demande, où qu'ils soient.
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Nouveaux types d'applications L'association des réseaux et des systèmes quantiques ouvre la voie à des idées novatrices dans des domaines tels que la détection distribuée, l'optimisation, la chimie et la simulation avancée.
IBM apporte son expertise dans la conception de matériel quantique et le développement de plateformes logicielles quantiques. Cisco, quant à elle, apporte des décennies d'expérience dans la construction de l'infrastructure d'Internet et des réseaux d'entreprise. Ensemble, ils cherchent à déterminer comment transporter l'information quantique de manière fiable sur de longues distances sans altérer ses fragiles propriétés quantiques.
Il ne s'agit pas simplement de brancher un ordinateur quantique à un câble à fibre optique classique. Les états quantiques ne peuvent être copiés comme des données ordinaires et se désintègrent rapidement. Par conséquent, le réseau nécessite des techniques spécifiques telles que des répéteurs quantiques, la distribution d'intrication et des protocoles soigneusement conçus qui combinent messagerie quantique et classique.
Pour l'instant, une grande partie de ces travaux n'en est qu'à ses débuts. Il ne faut pas s'attendre à un internet quantique mondial l'année prochaine. Mais ce partenariat montre que les géants de la tech commencent à envisager l'avenir au-delà des dispositifs quantiques individuels et à se tourner vers une infrastructure quantique complète.
Pour quiconque s'intéresse à l'avenir de l'informatique, c'est le signe que nous entrons dans une nouvelle ère. Nous avons d'abord disposé de machines expérimentales isolées. Puis, nous sommes passés à l'accès au cloud, permettant d'exécuter des programmes quantiques à distance. La prochaine étape est la création de réseaux de machines quantiques collaborant à distance.
Si IBM et Cisco parviennent à faire fonctionner leur réseau d'informatique quantique distribuée, celui-ci pourrait devenir la base du déploiement et de la mise à l'échelle des ressources quantiques dans les décennies à venir. De même qu'aujourd'hui on se soucie rarement du serveur précis sur lequel notre jeu ou notre application s'exécute, à l'avenir, il se pourrait que vous ne sachiez même plus quel système quantique exécute votre algorithme. Vous vous connecterez simplement au réseau et laisserez l'infrastructure gérer le reste.
En résumé, ce partenariat ne se limite pas à un seul projet. Il s'agit de construire les infrastructures nécessaires à la prochaine ère de l'informatique, où les machines quantiques ne seront plus de simples appareils de laboratoire rares, mais des ressources connectées utilisables de presque partout.
Article et image originaux : https://www.tomshardware.com/tech-industry/quantum-computing/ibm-and-cisco-plan-to-lay-the-foundation-for-distributed-quantum-computing
