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"Percées dans l’informatique quantique : une intrication quantique observée, mise en ligne de l’ordinateur quantique Quandela, un qubit mécanique sur cristal de saphir temporel, puce Willow (Google) surpuissante, IA Dimon…" par Jacques Hallard

lundi 23 décembre 2024, par Hallard Jacques


ISIAS Quantique Informatique IA

Percées dans l’informatique quantique : une intrication quantique observée, mise en ligne de l’ordinateur quantique Quandela, un qubit mécanique sur cristal de saphir temporel, puce Willow (Google) surpuissante, IA Dimon…

Jacques Hallard , Ingénieur CNAM, site ISIAS – 12/12/2024

Dessin : Google présente son ordinateur quantique{}

In Google présente son ordinateur quantique, par Franço
is Cointe, Cartoonist - Publié le 10 décembre 2015 [déjà !] – Source

Plan du document : Préambule Introduction Sommaire Auteur


Préambule

Après ce trait d’humour de 2015, quelques informations préliminaires utiles. In peut lire la suite ou passer directement à l’introduction et / ou au sommaire

Qu’est-ce que veut dire le mot quantique ? - Adjectif. Qui obéit aux lois de la mécanique quantique. (Par extension) Qui passe brutalement d’une valeur à une autre, sans valeurs intermédiaires. (Sens figuré) Qui est à deux endroits à la fois (par référence à l’expérience de Schrödinger).

L’informatique quantique est le sous-domaine de l’informatique qui traite des calculateurs quantiques et des modèles de calcul associés. La notion s’oppose à celle d’informatique dite « classique » n’exploitant que des phénomènes décrits par la physique classique, notamment l’électricité ou la mécanique classique. Wikipédia

Un ordinateur quantique, calculateur quantique, processeur quantique ou système informatique quantique, utilise les propriétés quantiques de la matière, telles que la superposition et l’intrication, afin d’effectuer des opérations sur des données. Wikipédia

Quel est le principe de l’ordinateur quantique ? - Comment fonctionnent les ordinateurs quantiques ? La principale différence entre les ordinateurs classiques et quantiques est que ces derniers utilisent des qubits au lieu de bits pour stocker exponentiellement plus d’informations. Google

Qui possède un ordinateur quantique ? - Au-delà des applications expérimentales et théoriques en laboratoire, plusieurs sociétés ont élaboré des ordinateurs quantiques fonctionnels. IBM, Google, Honeywell, Intel et Microsoft font partie des principales entreprises pionnières dans le domaine des ordinateurs à portes quantiques. 22 mai 2022

Rappel sur la superposition et l’intrication quantiques - L’intrication est la capacité d’une particule quantique à associer les résultats de ses calculs entre eux. La superposition inclut l’incertitude liée au fait qu’une particule se trouve dans plusieurs états. En informatique quantique, la superposition est décrite comme la capacité d’une particule quantique à être la combinaison de tous les états possibles.

« En mécanique quantique, l’intrication quantique, ou enchevêtrement quantique, est un phénomène dans lequel deux particules (ou groupes de particules) forment un système lié et présentent des états quantiques dépendant l’un de l’autre quelle que soit la distance qui les sépare. Un tel état est dit « intriqué » ou « enchevêtré », parce qu’il existe des corrélations entre les propriétés physiques observées de ces particules distinctes. En effet, le théorème de Bell démontre que l’intrication donne lieu à des actions non locales. Ainsi, deux objets intriqués O1 et O2 ne sont pas indépendants même séparés par une grande distance, et il faut considérer O1+O2 comme un système unique. Cette observation est au cœur des discussions philosophiques sur l’interprétation de la mécanique quantique. En effet, elle remet en cause le principe de localité défendu par Albert Einstein mais sans le contredire tout à fait car des échanges d’informations à une vitesse supraluminique restent impossibles et la causalité est respectée. L’intrication quantique a des applications potentielles dans les domaines de l’information quantique, tels que la cryptographie quantique, la téléportation quantique ou l’ordinateur quantique… » - Lire la suite par ici > https://fr.wikipedia.org/wiki/Intrication_quantique

Réviser scientifiquement l’intrication quantique - ScienceEtonnante - 22 janvier 2016 – Vidéo 19:04 > https://www.youtube.com/watch?v=5R6k2mEacZo

Rappel sur la notion de Qubit - En informatique quantique, un qubit ou qu-bit (quantum + bit ; prononcé /kju.bit/), parfois écrit qbit, est un système quantique à deux niveaux, qui représente la plus petite unité de stockage d’information quantique… - Voir > https://fr.wikipedia.org/wiki/Qubit

Les qubits quantiques : ces unités fondamentales de l’information quantique, sont généralement conçues à partir de circuits supraconducteurs, d’atomes chargés ou de photons.

Le qubit mécanique, quant à lui, repose sur les phonons, des quasi-particules issues de vibrations dans un cristal de saphir parfaitement conçu…

Notion de phonon - En physique, un phonon correspond à une excitation collective dans un arrangement périodique d’atomes constituant une structure cristalline ou amorphe. La déformation est élastique. L’onde qui se propage peut être assimilée à une quasi-particule. Ils permettent d’expliquer les propriétés physiques des solides… - Wikipédia

Quandela – C’est le nom d’une start-up française, fondée en 2017 et basée à Massy. Spécialisée dans la photonique quantique, elle développe un ordinateur quantique optique complet. La start-up est issue de recherches réalisées au Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies. Wikipédia

La photonique est la branche de la physique concernant l’étude et la fabrication de composants permettant la génération, la transmission, le traitement ou la conversion de signaux optiques. Elle étudie les photons indifféremment comme onde ou comme corpuscule, dans une approche classique ou quantique… - Wikipédia

Le photon est le quantum d’énergie associé aux ondes électromagnétiques, qui présente certaines caractéristiques de particule élémentaire. En théorie quantique des champs, le photon est une excitation du champ électrodynamique quantique et de ce fait la particule médiatrice de l’interaction électromagnétique… - Wikipédia

La lumière est composée d’ondes individuelles appelées photons. Chacune transporte une minuscule quantité d’énergie que Max Planck et Albert Einstein appelèrent quantum quand ils établirent la nature granulaire de la lumière. Un photon est une minuscule onde électromagnétique ».

Le verre de saphir : c’est, à proprement parler, plus un cristal - d’oxyde d’aluminium — qu’un verre. Il est produit à partir de saphir synthétique et essentiellement utilisé aujourd’hui, et depuis la fin des années 1980, pour la fabrication de verres de montres ou de capteurs photo de smartphones. À la base du verre de saphir : le corindon - À l’état naturel, le saphir — de formule chimique Al2O3 — est produit à partir de corindon, une espèce minérale largement répandue sur Terre. Il est généralement bleu, mais il peut aussi prendre d’autres couleurs. Cela dépend des impuretés qu’il contient. Mais le saphir naturel est cher. Alors, en 1902, un chimiste français, Auguste Victor Verneuil a mis au point un procédé - le procédé Verneuil —qui permet de le produire de manière industrielle. Comment ? En chauffant du corindon à des températures élevées (plus de 2.000 °C) et sous forte pression. Il ne reste ensuite plus qu’à couper ce saphir synthétique et à le polir pour obtenir des pièces de verre de saphir… - Lire la suite par-là > https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/chimie-verre-saphir-16714/

D-Wave (D-Wave Systems) se présente comme première entreprise d’informatique quantique au monde, fondée en 1999 et basée en Colombie-Britannique (Canada). Elle annonce en 2007 avoir construit le prototype d’un processeur de 28 qubits permettant de faire du recuit simulé quantique. Le 11 mai 2011, elle annonce son système D-Wave One comme le premier calculateur quantique commercial. C’est un processeur de 128 qubits basé sur la méthode du recuit simulé quantique. En septembre 2016, elle communique sur sa prochaine génération de processeurs contenant 2.000 qubits. Plusieurs experts rappellent que le système D-Wave n’est pas un calculateur quantique général, et qu’hormis les calculs de recuit simulé, il ne présente pas d’avantage particulier sur un ordinateur classique. Les ingénieurs de Google qui ont testé D-Wave avouent qu’il n’a pour l’instant pas d’applications1, ce qui a conduit Google à développer ses propres circuits quantiques à partir de 20142. Débuts difficiles et controverses : lire la suite par ici > https://fr.wikipedia.org/wiki/D-Wave

Willow, la puce quantique « révolutionnaire » de Google – « Elle fait en cinq minutes ce qu’un supercalculateur parmi les plus rapides au monde met 10.000.000.000.000.000 milliards d’années à faire… » - Jennifer Mertens– 11 décembre 2024 - Google a dévoilé cette semaine Willow, sa nouvelle puce quantique censée révolutionner le développement d’ordinateurs quantiques. Le géant américain Google n’est pas seulement actif sur le web avec son moteur de recherche éponyme ou sur le marché high-tech avec ses smartphones Pixel, non. L’entreprise, chapeautée par Alphabet, a un pied dans de nombreux domaines mêlant innovation et technologie, dont celui des puces et ordinateurs quantiques. Sa branche spécialisée, Google Quantum AI, vient d’ailleurs d’annoncer une avancée majeure, grâce à sa puce quantique baptisée Willow. Une révolution... du moins en théorie – Lire la suite par-là > https://www.lecho.be/entreprises/tech-science/willow-la-puce-quantique-revolutionnaire-de-google-a-quoi-sert-elle/10578423.html

Modèle d’IA ‘Dimon’ (Diffeomorphic Mapping Operator Learning) « accélère considérablement le processus de résolution de problèmes mathématiques complexes, qui nécessitaient traditionnellement des superordinateurs, les rendant solvables sur des ordinateurs personnels. Ce modèle d’IA est particulièrement efficace dans les domaines de l’ingénierie et des sciences qui utilisent les équations aux dérivées partielles (EDP) pour comprendre comment les objets réagissent à diverses forces, formes et conditions au fil du temps. DIMON peut transformer la façon dont les ingénieurs modélisent les déformations, les courants électriques et la dynamique des fluides à travers différentes géométries, comme des scénarios de crash ou des recherches médicales, telles que l’étude des arythmies cardiaques. Il permet des prédictions rapides en utilisant l’IA pour apprendre des schémas de comportement, évitant ainsi le besoin de recalculer pour chaque nouvelle forme et permettant que des solutions qui prenaient autrefois des heures ou des semaines soient complétées en quelques secondes. Codirigée par Natalia Trayanova de l’université Johns Hopkins, la recherche a démontré la large applicabilité du cadre en le testant sur plus de 1.000 jumeaux numériques du cœur, obtenant des prédictions rapides et précises de la propagation des signaux électriques. La rapidité et l’efficacité de DIMON le rendent pratique pour les flux de travail cliniques réels, réduisant considérablement le temps nécessaire pour les diagnostics et la planification des traitements cardiaques. Les développeurs Minglang Yin et d’autres indiquent que la capacité de DIMON à résoudre des EDP sur plusieurs formes le rend suffisamment polyvalent pour diverses tâches d’ingénierie au-delà de la cardiologie, y compris l’optimisation de la conception et la modélisation de scénarios où les formes changent constamment. Soutenue par divers financements d’organisations telles que le NIH, la NSF et le département américain de l’Énergie, cette recherche représente un progrès significatif dans la modélisation computationnelle à travers plusieurs domaines scientifiques. News source -Lire tout le communiqué par ici > https://neuron.expert/news/new-ai-cracks-complex-engineering-problems-faster-than-supercomputers/9755/fr/

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Introduction

Ce dossier – préparé dans un but didactique – est une tentative pour réviser les notions de base de la physique quantique et de l’informatique quantique avec un rappel des sept domaines impactés par l’informatique quantique… « Qui est encore largement méconnue … mais qui pourrait bien bousculer notre futur » …

La 1ère entreprise d’informatique quantique au monde fondée en 1999 : D-Wave annonce « un nouveau monstre quantique, 25.000 fois plus puissant, qui bouleverse l’informatique mondiale en promettant un futur technologique inimaginable… »

Tandis que « la Suisse se positionne comme un leader européen en informatique quantique avec une grande première dans l’histoire, grâce à un qubit mécanique sur cristal de saphir… », de son côté, « L’Allemagne fait la découverte de l’année dans l’informatique quantique qui va lui donner une longueur d’avance sur ses concurrents, avec son observation de l’entrelacement de la lumière et du son dans le monde quantique… »

Pourtant, selon certains chercheurs, « L’ordinateur quantique (serait) déjà obsolète face à une technologie disruptive qui la prend de vitesse dans le domaine scientifique par l’ascension concurrentielle et les progrès rapides de l’intelligence artificielle (IA) » : cela pose question : « L’Intelligence Artificielle pourrait-elle surclasser l’informatique quantique ?

Toutefois, les percées technologiques se multiplient dans l’informatique quantique comme le montrent les annonces suivantes :

* L’Institut de recherche sur les semi-conducteurs de Taïwan choisit l’ordinateur quantique IQM Spark pour booster la recherche…

* Canada, Iran, Qatar s’unissent autour d’un groupe d’informatique quantique canadien qui soutient des chercheurs iraniens et chinois à Doha…

* Dans le quantique, Pasqal et IBM souhaitent créer un modèle de super-calcul unifié…

* EuroQCS-France va mettre en ligne l’ordinateur quantique de la société française Quandela…

* Des chercheurs observent en direct la formation d’une intrication quantique et les électrons dans les atomes se comportent parfois de façon étonnante…

* Ordinateur quantique : l’usine française Quandela s’est lancée dans la course au Graal de l’informatique quantique…

* Des physiciens ont transformé un ordinateur quantique en un cristal temporel pour la première fois

* Un ordinateur quantique branché sur le cloud, baptême du feu pour le nouveau DG d’OVHCloud

* Avec un ordinateur quantique à moins de 1.000 € « une découverte sud-africaine promet une démocratisation sans précédente de cette technologie du quantique

* Google a franchi une étape spectaculaire avec un ordinateur quantique qui pulvérise 47 ans de calculs en quelques secondes avec Willow, sa puce quantique surpuissante…

* Les Etats-Unis franchissent un cap historique avec une technologie quantique qui bat un nouveau record mondial et qui pourrait être la clé de la technologie de demain : l’entrelacement de 24 qubits logiques… permettrait le développement d’ordinateurs quantiques plus grands et avec une meilleure correction des erreurs… - Il s’ensuit un échange qui défie l’imagination entre Elon Musk et Sundar Pichai après cette annonce de Google …

Elon Musk, né le 28 juin 1971 à Pretoria, est un entrepreneur, chef d’entreprise et milliardaire sud-africain, canadien et américain. Il est cofondateur et président-directeur général de la société astronautique SpaceX et directeur général de la société automobile Tesla, PayPal, OpenAI, Neuralink, … - Wikipédia - 12/12/2024 07:36

« Elon Musk dépasse les 400 milliards de dollars de fortune, boosté par Donald Trump et l’action Tesla - L’homme le plus riche de la planète l’est encore plus depuis le 05 novembre 2024, date à laquelle Donald Trump a remporté l’élection présidentielle américaine… » - Selon le HuffPost avec AFP le 12/12/2024 – Source : https://www.huffingtonpost.fr/international/article/elon-musk-depasse-les-400-milliards-de-dollars-de-fortune-booste-par-donald-trump-et-l-action-tesla_243440.html

Sundar Pichai (Pichai Sundararajan), né à Madurai en Inde le 12 juillet 1972, est un dirigeant d’entreprise indo-américain, président-directeur général de Google depuis le 10 août 2015 à la suite de la restructuration de Google et la création de la société Alphabet… - Wikipédia

Les articles sélectionnés pour ce dossier sont mentionnés avec leurs accès dans le sommaire ci-après

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Sommaire

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  • Qu’est-ce que la physique quantique ? – Documentation officielle ‘info.gouv.fr‘ - Publiée le 30/03/2023 | Modifié le 17/01/2024
    Ce contenu a été publié sous le gouvernement de la Première ministre, Élisabeth Borne. Ecouter - France 2030  : Publié le 18/05/2022|Modifié le 11/10/2024

France 2030 mise sur la recherche dans le quantique pour accélérer les applications dans plusieurs secteurs stratégiques et asseoir l’indépendance de la France et de l’Europe.

France 2030 vise à accélérer la transformation des secteurs clés de notre économie par l’innovation et à positionner la France, non pas seulement en acteur, mais bien en « leader » du monde de demain. > Candidater

Une représentation stylisée d’un scientifique devant un tableau noir parlant d’ordinateur quantique dans un laboratoire.

Une représentation stylisée d’un scientifique devant un tableau noir parlant d’ordinateur quantique dans un laboratoire. - Source : Service d’information du Gouvernement

Les technologies quantiques représentent des enjeux de compétitivité et d’indépendance importants. {{}}

C’est pour cette raison, et à l’instar des principales grandes puissances mondiales, que le président de la République a lancé, en janvier 2021, une stratégie nationale ambitieuse en France sur les technologies quantiques dotée de plus de 1 milliard d’euros de France 2030.

Elle s’articule autour de 6 objectifs stratégiques : {{}}

  • développer les technologies et usages du calcul quantique ;
  • maitriser les technologies de capteurs quantiques ;
  • développer et diffuser la cryptographie post-quantique ;
  • développer les technologies de communications quantiques ;
  • maitriser les technologies habilitantes du quantique ;
  • développer les technologies et usages du calcul quantique.
    France 2030 mise sur la recherche dans le domaine du quantique pour accélérer les applications dans plusieurs secteurs stratégiques, tels que la santé, l’agriculture, la cybersécurité ou encore le climat, et asseoir l’indépendance de la France et de l’Europe.

À quoi sert la physique quantique ?{{}}

Infographie • Qu’est-ce que la physique quantique ? - Source : Source : Service d’information du Gouvernement

Infographie • Qu’est-ce que la physique quantique ?

Télécharger l’infographie indiquée ci-dessus : Qu’est-ce que la physique quantique ? PDF - 218.62 Ko

Aqemia, l’intelligence artificielle et la mécanique quantique au service de la médecine

Le prix Nobel de physique 2022 Alain Aspect répond à nos questions

Source : https://www.info.gouv.fr/actualite/quest-ce-que-la-physique-quantique

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  • Rappel de notions de base - Qu’est-ce que l’informatique quantique ? - Documentation ‘aws.amazon.com/’
    Qu’est-ce que l’informatique quantique ?{{}}

L’informatique quantique est un domaine multidisciplinaire comprenant des aspects de l’informatique, de la physique et des mathématiques qui utilise la mécanique quantique pour résoudre des problèmes complexes plus rapidement que sur des ordinateurs classiques. Le domaine de l’informatique quantique comprend la recherche sur le matériel et le développement d’applications. Les ordinateurs quantiques sont capables de résoudre certains types de problèmes plus rapidement que les ordinateurs classiques en tirant parti des effets de la mécanique quantique comme la superposition et l’interférence quantique. Parmi les applications pour lesquelles les ordinateurs quantiques peuvent fournir un tel gain de vitesse figurent le machine learning (ML), l’optimisation et la simulation de systèmes physiques. Les cas d’utilisation éventuels pourraient être l’optimisation de portefeuilles dans le domaine financier ou la simulation de systèmes chimiques, ce qui permettrait de résoudre des problèmes actuellement impossibles à résoudre, même par les superordinateurs les plus puissants du marché.

Quel est l’avantage de l’informatique quantique ?{{}}

À l’heure actuelle, aucun ordinateur quantique ne peut effectuer une tâche utile plus rapidement, à coût moindre ou plus efficacement qu’un ordinateur classique. L’avantage quantique est le seuil à partir duquel nous avons créé un système quantique capable d’effectuer des opérations que le meilleur ordinateur classique possible ne peut simuler en un temps raisonnable.

Qu’est-ce que la mécanique quantique ?{{}}

La mécanique quantique est le domaine de la physique qui étudie le comportement des particules à un niveau microscopique. Aux niveaux subatomiques, les équations qui décrivent le comportement des particules sont différentes de celles qui décrivent le monde macroscopique qui nous entoure. Les ordinateurs quantiques tirent parti de ces comportements pour effectuer des calculs d’une manière totalement nouvelle.

Qu’est-ce qu’un qubit ?{{}}

Les bits quantiques, ou qubits, sont représentés par des particules quantiques. La manipulation des qubits par des dispositifs de contrôle est au cœur de la puissance de traitement d’un ordinateur quantique. Les qubits des ordinateurs quantiques sont analogues aux bits des ordinateurs classiques. À la base, le processeur d’une machine classique effectue tout son travail en manipulant des bits. De même, le processeur quantique effectue tout son travail en traitant des qubits.

En quoi les qubits sont-ils différents des bits classiques ?{{}}

En informatique classique, un bit est un signal électronique qui est soit activé, soit désactivé. La valeur du bit classique peut donc être un (allumé) ou zéro (éteint). Cependant, comme le qubit est basé sur les lois de la mécanique quantique, il peut être placé dans une superposition d’états.

Quels sont les principes de l’informatique quantique ?{{}}

Un ordinateur quantique fonctionne selon les principes quantiques. Les principes quantiques nécessitent un nouveau dictionnaire de termes pour une meilleure compréhension, des termes tels que superposition, intrication et décohérence. Découvrons ces principes ci-dessous.

Superposition{{}}

La superposition stipule que, tout comme les ondes en physique classique, vous pouvez additionner deux ou plusieurs états quantiques et le résultat sera un autre état quantique valide. Inversement, vous pouvez également représenter chaque état quantique comme une somme de deux ou plusieurs autres états distincts. Cette superposition de qubits confère aux ordinateurs quantiques leur parallélisme intrinsèque, qui leur permet de traiter des millions d’opérations simultanément.

Intrication{{}}

L’intrication quantique se produit lorsque deux systèmes sont si étroitement liés que la connaissance de l’un permet de connaître immédiatement l’autre, quelle que soit leur éloignement. Les processeurs quantiques peuvent émettre des conclusions sur une particule en mesurant une autre. Par exemple, ils peuvent déterminer que si un qubit pivote vers le haut, l’autre pivote toujours vers le bas, et vice versa. L’intrication quantique permet aux ordinateurs quantiques de résoudre plus rapidement des problèmes complexes.

Lorsqu’un état quantique est mesuré, la fonction d’onde s’effondre et vous mesurez l’état comme un zéro ou un. Dans cet état connu ou déterministe, le qubit se comporte comme un bit classique. L’intrication est la capacité des qubits à corréler leur état avec d’autres qubits.

Décohérence{{}}

La décohérence est la perte de l’état quantique d’un qubit. Des facteurs environnementaux, comme les radiations, peuvent provoquer l’effondrement de l’état quantique des qubits. L’un des grands défis de l’ingénierie dans la fabrication d’un ordinateur quantique est de concevoir les diverses caractéristiques qui tentent de retarder la décohérence de l’état, par exemple en créant des structures spécialisées qui protègent les qubits des champs externes.

Quels sont les composants d’un ordinateur quantique ?{{}}

Les ordinateurs quantiques possèdent un matériel et un logiciel similaires à ceux d’un ordinateur classique.

Matériel quantique - Le matériel quantique comporte trois composants principaux.

Le plan de données quantique - Le plan de données quantique est le cœur de l’ordinateur quantique et comprend les qubits physiques et les structures nécessaires pour les maintenir en place.

Plan de contrôle et de mesure - Le plan de contrôle et de mesure convertit les signaux numériques en signaux de contrôle analogiques ou ondulatoires. Ces signaux analogiques effectuent les opérations sur les qubits dans le plan de données quantiques.

Plan du processeur de contrôle et processeur hôte - Le plan du processeur de contrôle met en œuvre l’algorithme quantique ou la séquence d’opérations. Le processeur hôte interagit avec le logiciel quantique et fournit un signal numérique ou une séquence de bits classiques au plan de contrôle et de mesure.

Logiciel quantique{{}}

Les logiciels quantiques mettent en œuvre des algorithmes quantiques uniques à l’aide de circuits quantiques. Un circuit quantique est une routine de calcul qui définit une série d’opérations quantiques logiques sur les qubits sous-jacents. Les développeurs peuvent utiliser divers outils et bibliothèques de développement de logiciels pour coder des algorithmes quantiques.

Quels sont les types de technologie quantique ?{{}}

Personne n’a démontré la meilleure façon de créer un ordinateur quantique tolérant aux pannes, et de nombreuses entreprises et groupes de recherche étudient différents types de qubits. Vous trouverez ci-dessous un bref exemple de certaines de ces technologies de qubits.

Processeurs à piège à ions basés sur des portes{{}}

Un ordinateur quantique basé sur une porte est un dispositif qui prend des données d’entrée et les transforme selon une opération unitaire prédéfinie. L’opération est généralement représentée par un circuit quantique et est analogue aux opérations de porte dans l’électronique traditionnelle. Cependant, les portes quantiques sont totalement différentes des portes électroniques.

Les ordinateurs quantiques à piège à ions implémentent des qubits grâce aux états électroniques d’atomes chargés appelés ions. Les ions sont confinés et suspendus au-dessus du piège micro-fabriqué à l’aide de champs électromagnétiques. Les systèmes basés sur les ions piégés appliquent des portes quantiques utilisant des lasers pour manipuler l’état électronique de l’ion. Les qubits à ions piégés utilisent des atomes qui proviennent de la nature, plutôt que de fabriquer les qubits de manière synthétique.

Processeurs superconducteurs basés sur les portes{{}}

La supraconductivité est un ensemble de propriétés physiques que l’on peut observer dans certains matériaux comme le mercure et l’hélium à très basse température. Ces matériaux présentent une température critique caractéristique en dessous de laquelle la résistance électrique est nulle et les champs de flux magnétiques sont expulsés. Un courant électrique passant par une boucle de fil supraconducteur peut persister indéfiniment sans source d’énergie.

L’informatique quantique supraconductrice est une mise en œuvre d’un ordinateur quantique dans des circuits électroniques supraconducteurs. Les qubits supraconducteurs sont créés avec des circuits électriques supraconducteurs qui fonctionnent à des températures cryogéniques.

Processeurs photoniques{{}}

Un processeur photonique quantique est un dispositif qui manipule la lumière pour effectuer des calculs. Les ordinateurs quantiques photoniques utilisent des sources de lumière quantique qui émettent des impulsions de lumière comprimée, avec des qubits équivalents qui correspondent aux modes d’un opérateur continu comme la position ou la quantité de mouvement.{{}}

Processeurs à atomes neutres{{}}

La technologie des qubits à atomes neutres est similaire à celle des ions piégés. Cependant, elle utilise la lumière au lieu des forces électromagnétiques pour piéger le qubit et le maintenir en position. Les atomes ne sont pas chargés et les circuits peuvent fonctionner à température ambiante

Processeurs à atomes de Rydberg{{}}

Un atome de Rydberg est un atome excité dont un ou plusieurs électrons sont plus éloignés du noyau, en moyenne. Les atomes de Rydberg ont un certain nombre de propriétés particulières, notamment une réponse exagérée aux champs électriques et magnétiques, et une longue durée de vie. Lorsqu’ils sont utilisés comme qubits, ils offrent des interactions atomiques fortes et contrôlables que vous pouvez régler en sélectionnant différents états.

Recuits quantiques{{}}

Le recuit quantique utilise un processus physique pour placer les qubits d’un système quantique dans un minimum énergétique absolu. À partir de là, le matériel modifie doucement la configuration du système afin que son paysage énergétique reflète le problème à résoudre. L’avantage des recuits quantiques est que le nombre de qubits peut être beaucoup plus important que celui disponible dans un système basé sur des portes. Toutefois, leur utilisation est limitée à des cas spécifiques.

Comment les entreprises utilisent-elles l’informatique quantique ?{{}}

L’informatique quantique peut révolutionner les industries. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de cas d’utilisation :

ML - Le ‘machine learning’{{}}

Le ‘machine learning’ (ML) est le processus d’analyse de grandes quantités de données pour aider les ordinateurs à faire de meilleures prédictions et prendre de meilleures décisions. La recherche en informatique quantique étudie les limites physiques du traitement de l’information et innove en matière de physique fondamentale. Cette recherche conduit à des avancées dans de nombreux domaines scientifiques et industriels comme la chimie, l’optimisation et la simulation moléculaire. En outre, les services financiers s’y intéressent de plus en plus pour prédire les mouvements du marché et l’industrie manufacturière pour améliorer ses opérations.

Optimisation{{}}

L’informatique quantique peut améliorer la recherche et le développement, l’optimisation de la chaîne logistique et la production. Par exemple, vous pourriez appliquer l’informatique quantique pour réduire les coûts liés aux processus de fabrication et raccourcir les temps de cycle en optimisant des éléments tels que la planification des parcours dans des processus complexes. Une autre application est l’optimisation quantique des portefeuilles de prêts afin que les prêteurs puissent mobiliser des capitaux, réduire les taux d’intérêt et améliorer leurs offres.

Simulation{{}}

L’effort de calcul nécessaire pour simuler des systèmes avec précision augmente de façon exponentielle avec la complexité des molécules et des matériaux. Même en utilisant des méthodes d’approximation, les superordinateurs actuels ne peuvent pas atteindre le niveau de précision que ces simulations exigent. L’informatique quantique a le potentiel de résoudre certains des problèmes de calcul les plus difficiles rencontrés en chimie, permettant à la communauté scientifique de réaliser des simulations chimiques qui sont aujourd’hui irréalisables. Par exemple, Pasqal a créé son logiciel de calcul QUBEC pour exécuter des simulations chimiques. QUBEC automatise les tâches exigeantes nécessaires à l’exécution de calculs quantiques, de l’approvisionnement automatique de l’infrastructure de calcul à l’exécution de calculs classiques de pré-traitement et post-traitement et à l’exécution de tâches d’atténuation des erreurs.

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Comment se lancer dans l’informatique quantique ?{{}}

Si vous voulez essayer l’informatique quantique, vous pouvez commencer avec un émulateur de matériel quantique sur votre machine locale. Les émulateurs sont des logiciels ordinaires qui imitent le comportement quantique sur un ordinateur classique. Ils sont prévisibles et vous permettent de voir les états quantiques. Ils sont utiles si vous souhaitez tester vos algorithmes avant d’investir dans du temps de matériel quantique. Cependant, ils ne peuvent pas recréer le véritable comportement quantique.

Vous pouvez également utiliser un service cloud de calcul quantique pour coder sur un véritable ordinateur quantique sans investir dans du matériel coûteux.

Comment AWS peut-il vous aider en matière d’informatique quantique ?{{}}

Amazon Braket est un service d’informatique quantique entièrement géré. Il est conçu pour aider à accélérer la recherche scientifique et le développement de logiciels pour l’informatique quantique. Vous pouvez utiliser Amazon Braket pour effectuer ces tâches :

  • Travailler avec différents types d’ordinateurs quantiques et de simulateurs de circuits en utilisant un ensemble cohérent d’outils de développement.
  • Créer des projets quantiques sur un cloud de confiance avec des contrôles de tarification et de gestion simples pour les technologies quantiques et classiques.
  • Innovez rapidement grâce aux conseils d’un expert et à un support technique, ou bien collaborez avec des consultants d’Amazon Quantum Solutions Lab.
  • Repousser les frontières de la recherche en matériel quantique grâce à un accès aux dispositifs à ions piégés, superconducteurs, photoniques et à recuit.
    Lancez-vous dans l’informatique quantique en créant un compte AWS dès aujourd’hui.

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Source : https://aws.amazon.com/fr/what-is/quantum-computing/

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  • Rétrospective - Industries du futur - Sept domaines impactés par l’informatique quantique - Date : 16 décembre 2020 - Mis à jour le 18/07/2022 – Document ‘inria.fr’
    En s’attaquant à la résolution de problèmes complexes, difficiles voire impossibles pour un ordinateur classique, l’ordinateur quantique ouvre un monde de possibilités, dans presque tous les aspects de la vie moderne. Tour d’horizon des industries et applications qui pourraient profiter de cette révolution.

Domaines application quantique© Unsplash / Photo Adam Nieścioruk

Comme pour toute nouvelle technologie, des applications actuellement inimaginables seront développées au fur et à mesure que le quantique continuera à évoluer et à créer de nouvelles opportunités. Nous en dressons donc, ici, une liste non exhaustive. 

Intelligence artificielle {{}}

L’intelligence artificielle, technologie au potentiel incroyable, est malgré tout confrontée à un problème de taille : la limitation des capacités de calcul des ordinateurs classiques pour exécuter des algorithmes lourds.

Chaque retour d’information donné par une intelligence artificielle est en effet basé sur le calcul des probabilités pour de nombreux choix possibles. Bien que la puissance de nos équipements ait été multipliée par dix au cours des trente dernières années, il semblerait que l’informatique traditionnelle ne permettra pas de résoudre certains problèmes.

En démultipliant le potentiel de calcul des systèmes d’intelligence artificielle grâce à sa puissance combinatoire, l’ordinateur quantique pourrait permettre de réduire les temps d’apprentissage et les délais de traitement de nombreuses applications de l’intelligence artificielle, mais aussi d’améliorer le raisonnement et la compréhension.

Le quantique pourrait ainsi être l’une des solutions techniques pour faire entrer l’intelligence artificielle dans une nouvelle ère en termes de sécurité et de vitesse d’exécution des algorithmes. Une telle percée pourrait donner un élan sans précédent à de nombreux secteurs, comme l’Internet des Objets (IoT), le traitement du langage naturel, ou encore les véhicules autonomes, un domaine qui nécessite un ensemble de calculs intensifs, qui deviennent de plus en plus difficiles à mesure que l’on ajoute des données et des relations plus complexes au sein des variables.

Cryptographie et cybersécurité {{}}

La plupart des mots de passe des comptes en ligne et des transactions et communications sécurisées d’aujourd’hui sont protégés par des algorithmes de cryptage. Ces systèmes permettent aux internautes de partager des données de manière sécurisée, que seule une personne possédant la bonne ’clé’ peut lire. Il est aujourd’hui extrêmement long pour un ordinateur classique de résoudre le problème mathématique qui se cache derrière un chiffrement basé sur des clés bien dimensionnées.

Pourtant, les méthodes actuelles de cryptage deviendront obsolètes face à l’ordinateur quantique, qui aura le potentiel de casser tout système, devenant ainsi une menace sérieuse pour les systèmes de cybersécurité sur lesquels s’appuient pratiquement toutes les entreprises.

Une nouvelle génération de technologies de cryptage quantique sera alors nécessaire pour protéger les données sensibles actuelles de potentielles attaques perpétrées par des ordinateurs quantiques. Les scientifiques travaillent déjà sur cette cryptographie postquantique, en essayant de se préparer à ce point de basculement.

Zoom sur : la cryptographie post-quantique - Lire l’article

Finance {{}}

Si l’ordinateur quantique pourra constituer un risque pour la sécurité des données (et par conséquent des données financières), celui-ci promet également d’ouvrir de belles perspectives au secteur en termes de sécurisation des échanges, d’évaluation des risques et de détection des fraudes. Pour cette dernière, on sait en effet que les institutions financières perdent entre 10 et 40 milliards de dollars de revenus par an en raison de la fraude et des mauvaises pratiques de gestion des données.

En effectuant des calculs massifs et complexes, l’ordinateur quantique pourrait ainsi réaliser des prévisions financières et permettre de mieux comprendre certains phénomènes économiques. Les capacités de modélisation des données des ordinateurs quantiques devraient en effet s’avérer supérieures pour trouver des modèles, effectuer des classifications et faire des prédictions qui ne sont pas possibles aujourd’hui avec les ordinateurs classiques.

Modélisation moléculaire {{}}

L’une des plus grandes avancées que pourra permettre l’informatique quantique sera très probablement la modélisation précise des interactions moléculaires.

Aujourd’hui, les scientifiques doivent en effet souvent examiner la structure exacte d’une molécule pour déterminer ses propriétés et comprendre ses potentielles interactions avec d’autres molécules. Etant donné qu’il est presque impossible pour les ordinateurs de simuler des molécules de base qui ont relativement peu d’atomes (chaque atome interagit de manière complexe avec d’autres atomes), les scientifiques doivent ainsi synthétiser réellement les molécules en question pour en mesurer physiquement les propriétés chimiques. Souvent, la molécule ne fonctionne pas comme prévu, ce qui implique davantage de synthèse et de tests. Ce processus rend le développement de nouveaux produits chimiques extrêmement long et coûteux.

La capacité des ordinateurs quantiques à se concentrer sur l’existence de 1 et de 0 simultanément pourrait permettre de cartographier avec succès les molécules, même les plus complexes. Cela pourrait ouvrir des opportunités dans plusieurs domaines, à commencer par le développement de médicaments, la production d’engrais (qui représentent aujourd’hui 2 % de la consommation mondiale d’énergie), ou encore l’élimination du dioxyde de carbone. De belles avancées, aux profondes conséquences sur l’énergie et l’environnement.

Santé {{}}

Les ordinateurs quantiques permettront de simuler des molécules de plus en plus complexes, mais aussi les interactions entre médicaments. Chaque petit progrès dans cette direction entraînera ainsi un développement plus rapide de nouveaux médicaments, et pourrait conduire à de nouveaux traitements.

Plus globalement, l’ordinateur quantique permettra d’accélérer la compréhension des maladies et d’améliorer la précision des traitements. Ainsi, les cliniciens pourront intégrer un grand nombre d’ensembles de données inter-fonctionnelles dans leurs modèles de facteurs de risque des patients, identifier plus rapidement les protocoles de traitement ciblés, les personnaliser, et enfin comprendre plus précisément où et pourquoi un protocole a réussi ou échoué.

Météorologie {{}}

Les prévisions météorologiques se basent sur des nombres gigantesques de variables, telles que la pression atmosphérique, la température et la densité de l’air, rendant la simulation classique longue et les prévisions difficiles dès qu’on dépasse quelques jours.

Pourtant, de nombreux secteurs, à commencer par l’agriculture, l’élevage, le transport et la production d’énergie, ont besoin de prévisions météorologiques fiables afin d’optimiser leur activité, ou encore préparer leurs infrastructures, dans certaines zones géographiques, avant les catastrophes naturelles.

Logistique {{}}

Dans tous les secteurs, de nombreux problèmes commerciaux complexes reposent sur une multitude de variables, parfois difficiles à anticiper. Pour les éviter, réduire les pertes et optimiser leur efficacité, les entreprises doivent réaliser des calculs longs et coûteux, pas toujours fiables.

Les ordinateurs quantiques fonctionnant avec plusieurs variables simultanément, ils offriraient ainsi aux entreprises une meilleure analyse des données et une modélisation robuste, afin de les aider à optimiser leur logistique et la planification des flux de travail associés à la gestion de leur chaîne d’approvisionnement.

Dans l’actualité :

Startups Cryptonext Security : un logiciel de chiffrement à l’épreuve des futurs ordinateurs quantiques

artenariats industriels Quantique : une nouvelle révolution industrielle ?

Ordinateur quantique Quels sont les principaux acteurs de l’informatique quantique ?

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Source : https://www.inria.fr/fr/domaines-informatique-quantique

Selon Wikipédia, l’Institut national de recherche en informatique et en automatique (Inria) — ou « institut national de recherche en sciences et technologies du numérique », selon son propre site web1 ainsi qu’un décret du 20 septembre 20212 — est un établissement public français à caractère scientifique et technologique spécialisé en mathématiques et informatique, créé le 3 janvier 1967 dans le cadre du « plan Calcul » et placé sous la double tutelle du ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation3 et du ministère de l’Économie et des Finances4. L’Inria (qui se désigne lui-même comme « Inria », sans article1) a pour mission le développement de la recherche et de la valorisation en sciences et techniques de l’information et de la communication, au niveau national comme sur le plan international… - Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Institut_national_de_recherche_en_informatique_et_en_automatique

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  • Rappel - Tout comprendre à l’informatique quantique - Technologie : Google, IBM, Microsoft et Amazon s’y intéressent tous, mais l’informatique quantique est encore largement méconnue. Explications sur une technologie qui pourrait bien bousculer notre futur - Par Daphne Leprince-Ringuet - Publié le 24/09/2019 à 10:17 | Mis à jour le 26/04/2024 – Document ‘zdnet.fr’

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Sommaire :{{}}

  • Qu’est-ce que l’informatique quantique et comment fonctionne-t-elle ?
  • Qu’est-ce qu’un ordinateur quantique ?
  • Quelle est la différence entre un ordinateur quantique et un ordinateur classique ?
  • Comment les ordinateurs quantiques améliorent-ils les dispositifs classiques ?
  • Pourquoi l’informatique quantique est-elle si importante ?
  • A quoi sert un ordinateur quantique ?
  • Quels sont les différents types d’ordinateurs quantiques ?
  • Que pouvez-vous faire avec un ordinateur quantique aujourd’hui ?
  • Qu’est-ce que la suprématie quantique ?
  • Quel est l’usage actuel des ordinateurs quantiques ?
  • Qui va gagner la course à l’informatique quantique ?
  • Qu’en est-il des logiciels quantiques ?
  • Qu’est-ce que l’informatique quantique dans le cloud ?
  • A quoi ressemble l’industrie de l’informatique quantique aujourd’hui ?
  • Qui se prépare maintenant à l’informatique quantique ?
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Pour commencer, soulignons que le but de la recherche en informatique quantique est de découvrir un moyen d’accélérer l’exécution de longues vagues d’instructions. Pour ce faire, les chercheurs spécialisés ont recours à des phénomènes observés en mécanique quantique, qui sont d’un ordre complètement différent de tout ce que l’espèce humaine a jamais construit.

Leur objectif consiste à construire un ordinateur quantique surpassant de loin tout ce qu’un superordinateur peut faire aujourd’hui. De quoi résoudre des problèmes mathématiques qui nécessitent aujourd’hui des jours de calcul sur n’importe quel supercalculateur. Certains de ces problèmes n’ont toujours pas de solution, et pourraient alors être résolus de manière instantanée.

Les modèles de changement climatique, les estimations de la probabilité de la présence d’exoplanètes dans la galaxie observable, ou encore les modèles de la capacité du système immunitaire à détruire les cellules cancéreuses, pourraient soudainement donner des résultats dans l’heure qui suit le lancement du programme. Si ces résultats pourraient ne pas se présenter sous la forme d’une solution complète, mais plutôt sous la forme d’un tableau de probabilités indiquant les solutions les plus probables, il constituerait toutefois un bond de connaissance sans précédent dans l’histoire de l’humanité.

Qu’est-ce que l’informatique quantique et comment fonctionne-t-elle ?{{}}

L’informatique quantique exploite le comportement étrange que les scientifiques observent depuis des décennies dans les plus petites particules de la nature – pensez aux atomes, aux photons ou aux électrons. A cette échelle, les lois classiques de la physique cessent de s’appliquer, et nous passons aux règles quantiques.

Si les chercheurs ne comprennent pas tout du monde quantique, ce qu’ils savent, c’est que les particules quantiques ont un immense potentiel, notamment pour contenir et traiter de grandes quantités d’informations. Réussir à maîtriser ces particules dans un ordinateur quantique pourrait déclencher une explosion de la puissance de calcul qui ferait progresser de façon phénoménale l’innovation dans de nombreux domaines nécessitant des calculs complexes, comme la découverte de médicaments, la modélisation du climat, l’optimisation financière ou la logistique. Comme l’explique Bob Sutor, chef de la section quantique chez IBM, à ZDNet : « l’informatique quantique est notre façon d’émuler la nature pour résoudre des problèmes extraordinairement difficiles, et les rendre abordables ».

Qu’est-ce qu’un ordinateur quantique ?{{}}

Les ordinateurs quantiques se présentent sous différentes formes, mais ils reposent tous sur le même principe : ils hébergent un processeur quantique dans lequel des particules quantiques peuvent être isolées pour être manipulées par des ingénieurs. La nature de ces particules quantiques, ainsi que la méthode employée pour les contrôler, varie d’une approche de l’informatique quantique à l’autre.

Certaines méthodes nécessitent de refroidir le processeur à des températures de congélation, d’autres de jouer avec les particules quantiques à l’aide de lasers – mais elles ont toutes pour objectif de découvrir comment exploiter au mieux la valeur de la physique quantique.

Quelle est la différence entre un ordinateur quantique et un ordinateur classique ?{{}}

Les systèmes que nous utilisons depuis les années 1940 sous diverses formes sont connus sous le nom d’ordinateurs classiques. Ils sont basés sur des bits, une unité d’information qui alimente chaque calcul effectué dans l’appareil. Dans un ordinateur classique, chaque bit peut prendre la valeur de 1 ou de 0 pour représenter et transmettre les informations utilisées pour effectuer les calculs. Grâce aux bits, les développeurs peuvent écrire des programmes, qui sont des ensembles d’instructions lues et exécutées par l’ordinateur.

Les ordinateurs classiques ont été des outils indispensables au cours des dernières décennies, mais l’inflexibilité des bits est limitative. Par analogie, si on lui demandait de chercher une aiguille dans une botte de foin, un ordinateur classique devrait être programmé pour examiner chaque morceau de paille de foin jusqu’à ce qu’il atteigne l’aiguille.

Il existe donc encore de nombreux problèmes importants que les dispositifs classiques ne peuvent pas résoudre. « Il existe des calculs qui pourraient être effectués sur un système classique, mais ils pourraient prendre des millions d’années ou utiliser plus de mémoire informatique qu’il n’en existe au total sur Terre », explique Bob Sutor. « Ces problèmes sont insolubles aujourd’hui. »

Comment les ordinateurs quantiques améliorent-ils les dispositifs classiques ?{{}}

Au cœur de tout ordinateur quantique se trouvent des qubits, également appelés bits quantiques, que l’on peut librement comparer aux bits qui traitent l’information dans les ordinateurs classiques. Les qubits ont toutefois des propriétés très différentes de celles des bits, car ils sont constitués de particules quantiques présentes dans la nature – ces mêmes particules qui obsèdent les scientifiques depuis de nombreuses années.

L’une des propriétés des particules quantiques les plus utiles pour l’informatique quantique est connue sous le nom de superposition, qui permet aux particules quantiques d’exister dans plusieurs états en même temps. La meilleure façon d’imaginer la superposition est de la comparer au lancer d’une pièce de monnaie : au lieu d’être pile ou face, les particules quantiques sont la pièce pendant qu’elle tourne.

En contrôlant les particules quantiques, les chercheurs peuvent les charger de données pour créer des qubits. Grâce à la superposition, un qubit ne doit pas nécessairement être 1 ou 0, mais peut être les deux en même temps. En d’autres termes, alors qu’un bit classique ne peut être que pile ou face, un qubit peut être, à la fois, pile et face. Cela signifie que, lorsqu’on lui demande de résoudre un problème, un ordinateur quantique peut utiliser des qubits pour effectuer plusieurs calculs à la fois afin de trouver une réponse, en explorant de nombreuses voies différentes en parallèle.

Ainsi, dans le scénario de l’aiguille dans une botte de foin, contrairement à une machine classique, un ordinateur quantique pourrait en principe parcourir toutes les pailles de foin en même temps, trouvant l’aiguille en quelques secondes plutôt que de chercher pendant des années – voire des siècles – avant de trouver ce qu’il cherchait.

De plus, les qubits peuvent être physiquement liés entre eux grâce à une autre propriété quantique appelée intrication, ce qui signifie que chaque qubit ajouté à un système augmente les capacités du dispositif de manière exponentielle, alors que l’ajout des bits supplémentaires ne génère qu’une amélioration linéaire.

Chaque fois que nous utilisons un autre qubit dans un ordinateur quantique, nous doublons la quantité d’information qu’il y a d’atomes dans l’univers observable. Et la compression du temps de calcul que cela pourrait générer pourrait avoir de grandes implications dans de nombreux cas d’utilisation. Les ordinateurs quantiques sont tous construits sur le même principe : ils hébergent un processeur quantique où des particules quantiques peuvent être isolées pour être manipulées par les ingénieurs.

Pourquoi l’informatique quantique est-elle si importante ?{{}}

Les gains de temps que les chercheurs prévoient grâce à l’informatique quantique ne sont pas de l’ordre de quelques heures, ou même de quelques jours. Il s’agit plutôt d’être potentiellement capable de calculer, en quelques minutes seulement, la réponse à des problèmes que les superordinateurs les plus puissants d’aujourd’hui ne pourraient résoudre en des milliers d’années, allant de la modélisation des ouragans au craquage des clés de chiffrement protégeant les secrets gouvernementaux les plus sensibles.

Les entreprises ont également beaucoup à gagner. Selon une étude récente du Boston Consulting Group (BCG), les progrès que permettra l’informatique quantique pourraient créer une valeur de 850 milliards de dollars au cours des 15 à 30 prochaines années, dont 5 à 10 milliards de dollars seront générés au cours des cinq prochaines années si les principaux fournisseurs livrent la technologie comme ils l’ont promis.

A quoi sert un ordinateur quantique ?{{}}

Les programmeurs écrivent des problèmes sous forme d’algorithmes pour que les ordinateurs classiques les résolvent. De même, les ordinateurs quantiques effectueront des calculs basés sur des algorithmes quantiques. Les chercheurs ont déjà identifié que certains algorithmes quantiques seraient particulièrement adaptés aux capacités accrues des ordinateurs quantiques.

Par exemple, les systèmes quantiques pourraient s’attaquer aux algorithmes d’optimisation, qui aident à identifier la meilleure solution parmi de nombreuses options réalisables, et collaborent pour trouver des algorithmes quantiques qui pourraient un jour gérer les 50 000 navires marchands qui traversent chaque jour les océans pour livrer des marchandises, afin de réduire la distance et le temps parcourus par les flottes.

Les algorithmes de simulation quantique devraient également donner des résultats sans précédent, car les qubits permettent aux chercheurs de gérer la simulation et la prédiction d’interactions complexes entre molécules dans des systèmes plus vastes, ce qui pourrait conduire à des percées plus rapides dans des domaines tels que la science des matériaux et la découverte des médicaments.

Les ordinateurs quantiques étant capables de manipuler et de traiter des ensembles de données beaucoup plus importants, les applications d’IA et de machine learning devraient en bénéficier énormément, avec des temps d’apprentissage plus rapides et des algorithmes plus performants. Les chercheurs ont également démontré que les algorithmes quantiques ont le potentiel de casser les clés de chiffrement traditionnelles, qui sont pour l’instant trop difficiles à casser, d’un point de vue mathématique, pour les ordinateurs classiques.

Quels sont les différents types d’ordinateurs quantiques ?{{}}

Pour créer des qubits, qui sont les éléments constitutifs des ordinateurs quantiques, les scientifiques doivent trouver et manipuler les plus petites particules de la nature – de minuscules parties de l’univers qui peuvent être trouvées grâce à différents supports. C’est pourquoi il existe actuellement de nombreux types de processeurs quantiques mis au point par diverses entreprises.

L’une des approches les plus avancées consiste à utiliser des qubits supraconducteurs, qui sont constitués d’électrons. IBM et Google ont tous deux développé des processeurs supraconducteurs. Une autre approche qui prend de l’ampleur est celle des ions piégés, sur laquelle Honeywell et IonQ sont en pointe, et dans laquelle les qubits sont logés dans des réseaux d’ions piégés dans des champs électriques, puis contrôlés par des lasers.

De grandes entreprises comme Xanadu et PsiQuantum investissent pour leur part dans une autre méthode, qui s’appuie sur des particules quantiques de lumière, appelées photons, pour coder les données et créer des qubits. Les qubits peuvent également être créés à partir de qubits de spin en silicium – sur lesquels Intel se concentre – mais aussi d’atomes froids ou même de diamants.

Le recuit quantique, une approche qui a été choisie par D-Wave, est une catégorie d’informatique totalement différente. Elle ne repose pas sur le même paradigme que les autres processeurs quantiques. Les processeurs de recuit quantique sont beaucoup plus faciles à contrôler et à utiliser, ce qui explique pourquoi D-Wave a déjà mis au point des dispositifs capables de manipuler des milliers de qubits, alors que pratiquement toutes les autres sociétés de matériel quantique travaillent avec une centaine de qubits ou moins. D’autre part, l’approche du recuit ne convient qu’à un ensemble spécifique de problèmes d’optimisation, ce qui limite ses capacités.

Que pouvez-vous faire avec un ordinateur quantique aujourd’hui ?{{}}

A l’heure actuelle, avec seulement 100 qubits comme état de l’art, il y a très peu de choses que l’on peut réellement faire avec les ordinateurs quantiques. Pour que les qubits commencent à effectuer des calculs significatifs, il faudra les compter par milliers, voire par millions. L’augmentation du nombre de qubits dans les processeurs à modèle de grille est toutefois un véritable défi. En effet, il est difficile de maintenir les particules qui compensent les qubits dans leur état quantique.

Pour maintenir les qubits en état de rotation, il faut les isoler de toute perturbation environnementale qui pourrait leur faire perdre leur état quantique. Google et IBM, par exemple, y parviennent en plaçant leurs processeurs supraconducteurs à des températures plus froides que celles de l’espace, ce qui nécessite des technologies cryogéniques sophistiquées qu’il est actuellement presque impossible d’étendre.

En outre, l’instabilité des qubits signifie qu’ils ne sont pas fiables et sont toujours susceptibles de provoquer des erreurs de calcul. Cela a donné naissance à une branche de l’informatique quantique consacrée au développement de méthodes de correction des erreurs.

Bien que la recherche progresse à un rythme soutenu, les ordinateurs quantiques sont donc pour l’instant bloqués dans ce que l’on appelle l’ère NISQ : un calcul quantique bruyant, à échelle intermédiaire – mais l’objectif final est de construire un ordinateur quantique universel.

Qu’est-ce que la suprématie quantique ?{{}}

En 2019, Google a affirmé que son processeur supraconducteur de 54 qubits appelé Sycamore avait atteint la suprématie quantique – le point auquel un ordinateur quantique peut résoudre une tâche de calcul qu’il est impossible d’exécuter sur un dispositif classique dans un délai réaliste. Google précise que Sycamore a calculé, en seulement 200 secondes, la réponse à un problème qui aurait pris 10.000 ans aux plus grands superordinateurs du monde.

Plus récemment, des chercheurs de l’université des sciences et technologies de Chine ont revendiqué une avancée similaire, affirmant que leur processeur quantique avait mis 200 secondes pour accomplir une tâche qui aurait nécessité 600 millions d’années avec des dispositifs classiques.

Il ne s’agit pas de dire que l’un ou l’autre de ces ordinateurs quantiques est désormais capable de surpasser n’importe quel ordinateur classique dans n’importe quelle tâche. Dans les deux cas, les dispositifs ont été programmés pour exécuter des problèmes très spécifiques, sans grande utilité, si ce n’est de prouver qu’ils pouvaient calculer la tâche en question beaucoup plus rapidement que les systèmes classiques. Sans un nombre de qubits plus élevé et une meilleure correction des erreurs, la preuve de la suprématie quantique pour des problèmes utiles est encore loin d’être faite.

Quel est l’usage actuel des ordinateurs quantiques ?{{}}

Les organisations qui investissent dans les ressources quantiques considèrent qu’il s’agit de la phase de préparation : leurs scientifiques font le travail de base pour être prêts le jour où un ordinateur quantique universel sera prêt.

En pratique, cela signifie qu’ils essaient de découvrir les algorithmes quantiques les plus susceptibles de présenter un avantage par rapport aux algorithmes classiques lorsqu’ils pourront être exécutés sur des systèmes quantiques à grande échelle. Pour ce faire, les chercheurs essaient généralement de prouver que les algorithmes quantiques ont des performances comparables à celles des algorithmes classiques dans de très petits cas d’utilisation, et ils théorisent qu’à mesure que le matériel quantique s’améliore et que la taille du problème peut être augmentée, l’approche quantique montrera inévitablement des accélérations significatives.

Par exemple, des scientifiques du fabricant d’acier japonais Nippon Steel ont récemment mis au point un algorithme d’optimisation quantique capable de concurrencer son homologue classique pour un petit problème exécuté sur un ordinateur quantique de 10 qubits. En principe, cela signifie que le même algorithme équipé de milliers ou de millions de qubits corrigés des erreurs pourrait éventuellement optimiser l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement de l’entreprise, avec la gestion de dizaines de matières premières, de processus et de délais serrés, générant ainsi d’énormes économies.

Les travaux que les scientifiques quantiques réalisent pour les entreprises sont donc hautement expérimentaux et, à ce jour, moins de 100 algorithmes quantiques se sont avérés compétitifs par rapport à leurs équivalents classiques, ce qui montre à quel point ce domaine est encore émergent.

Qui va gagner la course à l’informatique quantique ?{{}}

La plupart des cas d’utilisation nécessitant un ordinateur quantique entièrement corrigé des erreurs, la question de savoir qui sera le premier à le fournir est sur toutes les lèvres dans l’industrie quantique, il est impossible de connaître la réponse exacte. Toutes les entreprises de matériel quantique tiennent à souligner que leur approche sera la première à percer la révolution quantique, rendant encore plus difficile de discerner le bruit de la réalité.

En général, les experts s’accordent à dire que la technologie n’atteindra son plein potentiel qu’après 2030. Toutefois, les cinq prochaines années pourraient voir apparaître les premiers cas d’utilisation, à mesure que la correction des erreurs s’améliorera et que le nombre de qubits atteindra un niveau permettant la programmation de petits problèmes.

iBM est l’une des rares entreprises qui s’est engagée à respecter une feuille de route quantique spécifique, qui définit l’objectif ultime de réaliser un ordinateur quantique d’un million de qubits. A plus court terme, Big Blue prévoit de commercialiser un système de 1 121 qubits en 2023, ce qui pourrait marquer le début des premières expérimentations avec des cas d’utilisation réels.

Qu’en est-il des logiciels quantiques ?{{}}

Le développement de matériel quantique représente une part importante du défi et constitue sans doute le goulet d’étranglement le plus important de l’écosystème. Mais même un ordinateur quantique universel tolérant aux pannes serait peu utile sans le logiciel quantique correspondant. Bien sûr, aucune de ces installations en ligne n’est très utile si l’on ne sait pas comment « parler quantique », explique à ZDNet Andrew Fearnside, associé principal spécialisé dans les technologies quantiques au cabinet de propriété intellectuelle Mewburn Ellis.

Créer des algorithmes quantiques n’est pas aussi simple que de prendre un algorithme classique et de l’adapter au monde quantique. L’informatique quantique exigence plutôt un tout nouveau paradigme de programmation qui ne peut être exécuté que sur une toute nouvelle pile logicielle.

Bien sûr, certains fournisseurs de matériel développent également des outils logiciels, dont le plus connu est le kit de développement de logiciels quantiques Qiskit d’IBM, un logiciel libre. Mais, en plus de cela, l’écosystème quantique se développe pour inclure des entreprises qui se consacrent exclusivement à la création de logiciels quantiques. Parmi les noms familiers, citons Zapata, QC Ware ou AQBit, qui sont toutes spécialisées dans la fourniture aux entreprises d’outils leur permettant de comprendre le langage quantique. Et, de plus en plus, des partenariats prometteurs se forment pour réunir les différentes parties de l’écosystème. Par exemple, la récente alliance entre Honeywell, qui construit des ordinateurs quantiques à ions piégés, et la société de logiciels quantiques Cambridge Quantum Computing (CQC), a fait dire aux analystes qu’un nouvel acteur pourrait prendre la tête de la course au quantique.

Qu’est-ce que l’informatique quantique dans le cloud ?{{}}

En raison de la complexité de la construction d’un ordinateur quantique, la grande majorité des systèmes quantiques se trouve actuellement dans des environnements de laboratoire, plutôt que d’être envoyés dans les centres de données des clients. Pour permettre aux utilisateurs d’accéder aux dispositifs et de commencer à mener leurs expériences, les entreprises quantiques ont donc lancé des services commerciaux d’informatique quantique dans le cloud, rendant la technologie accessible à un plus grand nombre de clients.

Les quatre plus grands fournisseurs de services publics d’informatique en cloud proposent actuellement un accès aux ordinateurs quantiques sur leur plateforme. IBM et Google ont tous deux mis leurs propres processeurs quantiques sur le cloud, tandis que les services Azure QUantum de Microsoftet Braket d’AWS permettent aux clients d’accéder aux ordinateurs de fournisseurs tiers de matériel quantique.

A quoi ressemble l’industrie de l’informatique quantique aujourd’hui ?{{}}

On ne sait pas encore quelle technologie gagnera la course, mais une chose est sûre : l’industrie de l’informatique quantique se développe rapidement et les investisseurs financent généreusement l’écosystème. Les investissements en actions dans l’informatique quantique ont presque triplé en 2020, et selon le BCG, ils devraient augmenter en 2021 pour atteindre 800 millions de dollars.

Les investissements gouvernementaux sont encore plus importants : les Etats-Unis ont débloqué 1,2 milliard de dollars pour la science de l’information quantique au cours des cinq prochaines années, tandis que l’UE a annoncé un programme phare quantique de 1 milliard d’euros. Le Royaume-Uni a également atteint récemment la barre du milliard de livres de budget pour les technologies quantiques et, bien que les chiffres officiels ne soient pas connus en Chine, le gouvernement n’a pas caché son désir de participer activement à la course aux technologies quantiques.

Cela a provoqué l’essor de l’écosystème quantique au cours des dernières années, les nouvelles start-up passant d’une poignée en 2013 à près de 200 en 2020. L’attrait de l’informatique quantique augmente également parmi les clients potentiels : selon le cabinet d’analyse Gartner, alors que seulement 1 % des entreprises prévoyaient un budget pour le quantique en 2018, 20 % devraient le faire d’ici 2023.

Qui se prépare maintenant à l’informatique quantique ?{{}}

Bien que toutes les entreprises n’aient pas besoin de se préparer à suivre des concurrents prêts pour le quantique, il existe certains secteurs où les algorithmes quantiques devraient générer une énorme valeur, et où des entreprises de premier plan se préparent déjà.

Goldman Sachs et JP Morgan sont deux exemples de mastodontes financiers qui investissent dans l’informatique quantique. En effet, dans le secteur bancaire, les algorithmes d’optimisation quantique pourraient donner un coup de pouce à l’optimisation des portefeuilles, en permettant de mieux choisir les actions à acheter et à vendre pour obtenir un rendement maximal.

Dans le secteur pharmaceutique, où le processus de découverte d’un médicament représente en moyenne 2 milliards de dollars sur 10 ans et repose en grande partie sur des essais et des erreurs, les algorithmes de simulation quantique devraient également faire des vagues.

C’est également le cas en science des matériaux : les entreprises comme OTI Lumionics, par exemple, explorent l’utilisation d’ordinateurs quantiques pour concevoir des écrans OLED plus efficaces.

Les grandes entreprises automobiles, dont Volkswagen et BMW, suivent également de près cette technologie, qui pourrait avoir un impact sur le secteur de diverses manières, allant de la conception de batteries plus efficaces à l’optimisation de la chaîne d’approvisionnement, en passant par une meilleure gestion du trafic et de la mobilité. Volkswagen, par exemple, a été le premier à utiliser un algorithme quantique qui a optimisé les itinéraires des bus en temps réel en évitant les goulets d’étranglement.

Toutefois, à mesure que la technologie mûrit, il est peu probable que l’informatique quantique se limite à quelques privilégiés. Au contraire, les analystes prévoient que pratiquement tous les secteurs d’activité pourront bénéficier de la vitesse de calcul que les qubits permettront d’atteindre.

Bien que la manière précise dont les utilisateurs accéderont à l’informatique quantique à l’avenir reste à définir, une chose est sûre : il est peu probable qu’ils aient à comprendre les lois fondamentales de l’informatique quantique pour utiliser cette technologie. Et aussi fascinants que puissent être les qubits, la superposition, l’intrication et autres phénomènes quantiques, pour la plupart d’entre nous, ce sera une bonne chose.

Source : ZDNet.com

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Source : https://www.zdnet.fr/pratique/tout-comprendre-a-l-informatique-quantique-39891035.htm

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Cela vous intéressera aussi : [EN VIDÉO] Interview : en quoi un ordinateur quantique est-il différent ? Le monde quantique est fascinant : à cette échelle, par exemple, les objets peuvent se...

L’un des principaux freins au développement de l’informatique quantique réside dans la complexité à réduire les erreurs induites. Pour soutenir cette technologie prometteuse, la société Riverlane produit des microprocesseurs qui rendent ses résultats plus fiables. D’énormes investissements dans ce domaine et les progrès réalisés montrent que l’informatique quantique pourrait bientôt atteindre un stade où elle pourra révolutionner de nombreux secteurs.

Du développement de nouveaux médicaments à la lutte contre le réchauffement climatique, l’informatique quantique attise des espoirs de progrès majeurs. Dans une rue commerçante de Cambridge, la course vers cette révolution technologique annoncée bat son plein.

Pour Steve Brierley, fondateur de la société Riverlane, basée dans la célèbre ville universitaire du centre de l’Angleterre, la technologie connaîtra dans les années qui viennent son moment « Spoutnik », du nom du satellite soviétique dont le lancement en 1957 avait constitué une étape majeure de la conquête spatiale. « L’informatique quantique ne constituera pas seulement une légère amélioration par rapport aux précédents ordinateurs, ce sera un énorme pas en avant  », assure-t-il à l’AFP.

La complexité de la correction des erreurs quantiques{{}}

Son entreprise produit le premier microprocesseur dédié à cette technologie aux puissances de calcul gigantesques, qui détecte et corrige les erreurs freinant actuellement son développement. Fabriquer des appareils « à la hauteur des promesses incroyables de cette technologie nécessite un changement massif d’échelle et de fiabilité, ce qui nécessite des systèmes fiables de correction des erreurs  », explique John Martinis, ancien responsable du développement de cette technologie au sein du laboratoire Google Quantum AI.

Signe de l’intérêt pour les activités de Riverlane, et en général pour cette technologie comparée à l’intelligence artificielle (IA) pour ses bouleversements potentiels, la société a annoncé mardi 6 août avoir levé 75 millions de dollars (près de 69 millions d’euros) auprès d’investisseurs.

L’informatique quantique est une technologie révolutionnaire qui pourrait avoir des applications majeures dans divers domaines, tels que le développement de nouveaux médicaments ou la lutte contre le réchauffement climatique. © HENRY NICHOLLS / AFP©, TO GO WITH AFP STORY BY James PHEBY

L’informatique quantique est une technologie révolutionnaire qui pourrait avoir des applications majeures dans divers domaines, tels que le développement de nouveaux médicaments ou la lutte contre le réchauffement climatique. © HENRY NICHOLLS / AFP©, TO GO WITH AFP STORY BY James PHEBY

« D’ici deux à trois ans, nous pourrons atteindre des systèmes capables de supporter un million d’opérations sans erreurs  », contre un millier seulement actuellement, avance Earl Campbell, vice-président de Riverlane. Ce seuil, précise-t-il, est considéré comme crucial pour rendre les ordinateurs quantiques plus performants que leurs équivalents actuels.

Avec ses capacités de stimulation des interactions entre particules, atomes et molécules, la technologie est considérée comme susceptible de permettre le développement de médicaments révolutionnaires ou d’améliorer radicalement la production d’engrais, une industrie très émettrice de CO2. Elle pourrait ouvrir la voie à des batteries bien plus efficaces, au rôle clé dans la lutte contre le réchauffement climatique.

L’infinité d’états des qubits{{}}

La quantité d’informations que les ordinateurs quantiques peuvent exploiter augmente de manière exponentielle avec leur taille, contrairement aux appareils actuels. L’informatique classique repose en effet sur des données stockées sous la forme de bits, qui n’ont que deux états possibles (0 ou 1). Les ordinateurs quantiques, eux, utilisent des « qubits », briques de base qui ont une infinité d’états possibles pouvant se superposer et s’enchevêtrer.

Mais ce fonctionnement qui utilise les extraordinaires propriétés de la matière à l’échelon atomique ou subatomique a un désavantage : leur comportement étrange rend nécessaire l’utilisation d’algorithmes complexes pour les traiter. Les qubits sont aussi très sensibles aux erreurs dues au bruit et résoudre ce problème sera « crucial », souligne Steve Brierley, entouré d’oscilloscopes et circuits intégrés dans le laboratoire de son entreprise.

Les géants de l’informatique comme Google, IBM et Microsoft investissent des sommes énormes pour cette technologie et en particulier pour tenter de réduire les erreurs induites, soit en protégeant les appareils ou en utilisant des algorithmes pour détecter et corriger ces erreurs.

Tirer les leçons de l’IA{{}}

Vu cette complexité, l’intérêt de la technologie s’exprime surtout avec des ordinateurs de grande taille. Quand on augmente leur échelle, les possibilités offertes augmentent plus vite que les défauts à régler. Autrement dit, ces engins fonctionnent mieux pour des tâches complexes.

« On ne se servira certainement pas des ordinateurs quantiques pour envoyer des courriels  », sourit Steve Brierley. En revanche, « on pourra résoudre des problèmes qui seraient autrement insolubles  », ajoute-t-il. L’entrepreneur juge « très enthousiasmants  » les résultats obtenus. « Le défi maintenant est de pouvoir passer à plus grande échelle ».

Voir aussi « L’informatique quantique est au cœur des enjeux stratégiques des États »

Les progrès actuels, en plus du potentiel d’une technologie susceptible de surmonter tous les systèmes de cryptage existants et créer de nouveaux matériaux, attirent déjà l’attention des régulateurs. Steve Brierley juge « très important de tirer les leçons de l’IA pour ne pas se retrouver surpris par cette technologie et réfléchir très tôt à ses implications ».

« Je pense que l’informatique quantique finira par être régulée, car c’est une technologie très importante, relève-t-il. Et je pense qu’il s’agit d’une technologie pour laquelle aucun gouvernement ne veut passer en second ».

Image du site Futura SciencesPar Futura avec ETX Daily Uple le 18 août 2024

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Source : https://www.futura-sciences.com/tech/actualites/ordinateur-quantique-informatique-quantique-prete-transformer-humanite-nous-sommes-quelques-pas-son-moment-spoutnik-115192/

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  • D-Wave - 25.000 fois plus puissant, un nouveau monstre quantique bouleverse l’informatique mondiale promettant un futur technologique inimaginable - Rédaction : Shirley Taieb - Date : 18 novembre 2024 à 15h52 – Document ‘mobeez.fr’
    Un monstre de 4.400 qubits, 25.000 fois plus rapide que l’ancienne génération : D-Wave révolutionne l’informatique quantique{{}}

D-Wave, leader dans le domaine de l’informatique quantique, vient de franchir une nouvelle étape significative avec son dernier processeur, le ‘Advantage2’. Avec plus de 4 400 qubits, cette unité de traitement quantique (QPU) affiche des performances stupéfiantes, étant 25 000 fois plus rapide que son prédécesseur. Cet exploit technologique ouvre de nouvelles perspectives pour des applications complexes telles que l’intelligence artificielle (IA), la science des matériaux et les tâches d’optimisation.

Des performances de haut vol{{}}

Selon un communiqué de D-Wave daté du 6 novembre, l’Advantage2 a démontré des gains de performance substantiels par rapport à son prédécesseur, l’Advantage de 5 000 qubits. Ce nouveau modèle offre une vitesse accrue et une précision améliorée, résolvant des problèmes comme ceux des réseaux 3D, courants dans la science des matériaux, jusqu’à 25 000 fois plus rapidement. De plus, il excelle dans la résolution de problèmes nécessitant une grande précision, en livrant des solutions cinq fois supérieures.

Une expertise en problèmes de satisfiabilité{{}}

Les problèmes de satisfiabilité booléenne (SAT), essentiels pour évaluer la capacité d’un système à gérer des tâches de décision complexes, ont également vu une amélioration notable. L’Advantage2 excelle dans 99 % des tests de ce type, affirmant sa supériorité dans une gamme étendue d’applications quantiques. Ces tests sont cruciaux pour des domaines comme la cryptographie et la logistique, où trouver rapidement des solutions respectant de multiples contraintes est vital.

Avancées majeures en connectivité et cohérence{{}}

L’Advantage2 ne se contente pas d’améliorer la puissance de calcul. D-Wave a également optimisé trois aspects clés de son processeur : le temps de cohérence, l’échelle d’énergie et la connectivité des qubits. Le temps de cohérence, qui mesure la durée pendant laquelle les qubits peuvent maintenir leur état quantique sans interférence, a été doublé, permettant des calculs plus stables et précis. L’échelle d’énergie, quant à elle, a augmenté de 40 %, ce qui permet de gérer des calculs plus complexes avec une plus grande stabilité.

Connectivité des qubits accrue{{}}

L’amélioration de la connectivité des qubits est particulièrement notable, passant de 15 à 20 connexions par qubit. Cette avancée permet à l’Advantage2 de s’attaquer à des problèmes plus grands et plus complexes que son prédécesseur, consolidant la position de D-Wave à la pointe de l’innovation dans le domaine de l’informatique quantique.

L’industrie sous le choc{{}}

Les experts de l’industrie, y compris Trevor Lanting, directeur du développement chez D-Wave, sont enthousiasmés par les performances du processeur nouvellement calibré. Lanting souligne que l’orientation stratégique de D-Wave vers l’amélioration de la connectivité et de la cohérence a porté ses fruits, offrant des résultats impressionnants qui promettent de résoudre des problèmes de plus en plus complexes pour les clients de l’entreprise.

En bref - Cet article explore l’innovation spectaculaire du nouveau processeur quantique de D-Wave, l’Advantage2, avec ses 4 400 qubits et une performance revendiquée 25 000 fois supérieure à celle de son prédécesseur. Cette avancée promet de transformer l’approche des problèmes complexes en IA, science des matériaux et optimisation, avec des améliorations significatives en termes de vitesse, précision, et efficacité énergétique.

Source : D-Wave - Tags HIGH TECH

Shirley Taieb - Shirley Taieb est une experte en rédaction technologique qui écrit pour Mobeez depuis sa création. Elle apporte une richesse de connaissances et d’expériences à la table, et son style d’écriture est engageant et informatif. Shirley est passionnée par la technologie et elle aime aider les autres à l’apprendre. Pendant son temps libre, elle aime lire, cuisiner et passer du temps avec sa famille.

https://www.mobeez.fr/wp-content/uploads/2023/05/disclamer-1024x275.png

Source : https://www.mobeez.fr/actualites/15299/25-000-fois-plus-puissant-ce-nouveau-monstre-quantique-bouleverse-linformatique-mondiale-promettant-un-futur-technologique-inimaginable/

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  • La Suisse se positionne comme un leader européen en informatique quantique avec une grande première dans l’histoire : un qubit mécanique sur cristal de saphir - Par Guillaume Aigron - 20/11/2024 – Document ‘secret-defense.org‘ - Actualités Informatique

    La Suisse réalise l’impensable en informatique quantique en créant le premier qubit mécanique sur cristal de saphir de l’Histoire

La Suisse réalise l’impensable en informatique quantique en créant le premier qubit mécanique sur cristal de saphir de l’Histoire

La suisse expérimente un qubit mécanique innovant sur du cristal de saphir.{{}}

Pour la première fois, des chercheurs de l’ETH Zurich ont réussi à développer un qubit mécanique sur un cristal de saphir, une réalisation qui pourrait transformer les fondements du calcul quantique et révolutionner l’informatique. La suisse bientôt à la pointe de la technologie de l’information ?

La suisse réalise une percée remarquable dans la physique quantique{{}}

Ce qubit mécanique unique, mis au point par une équipe de chercheurs de l’Institut Fédéral Suisse de Technologie, combine les propriétés d’un oscillateur mécanique avec celles d’un qubit supraconducteur, offrant une nouvelle approche au traitement quantique de l’information. Ce système dual représente une innovation majeure, avec un temps de cohérence atteignant 200 microsecondes, soit 2x plus vite que pour des qubits supraconducteurs traditionnels.

La suisse réalise une percée remarquable dans la physique quantique{{}}

Ce qubit mécanique unique, mis au point par une équipe de chercheurs de l’Institut Fédéral Suisse de Technologie, combine les propriétés d’un oscillateur mécanique avec celles d’un qubit supraconducteur, offrant une nouvelle approche au traitement quantique de l’information. Ce système dual représente une innovation majeure, avec un temps de cohérence atteignant 200 microsecondes, soit 2x plus vite que pour des qubits supraconducteurs traditionnels.

Comprendre les qubits mécaniques{{}}

Les qubits, ou bits quantiques, sont au cœur des technologies quantiques, capables de représenter des états multiples simultanément grâce à la superposition d’une quantité à peine imaginable de 0 et de 1. Les qubits mécaniques, par opposition aux qubits virtuels nécessitant des corrections d’erreurs complexes, sont des systèmes physiques simplifiés qui ne dépendent pas de l’encodage complexe ou de l’interaction de multiples qubits pour fonctionner de manière fiable.

Les défis associés aux qubits mécaniques{{}}

Créer un qubit mécanique fonctionnel a longtemps été considéré comme un défi majeur en raison des niveaux d’énergie uniformément espacés des résonateurs mécaniques utilisés, rendant difficile l’isolement de deux états énergétiques distincts pour la réalisation de calculs quantiques. Cette barrière a été un obstacle majeur pour les scientifiques pendant des années.

Une solution en deux étapes pour surmonter les obstacles{{}}

L’innovation de l’ETH Zurich réside dans leur approche en deux parties pour adresser le problème des écarts d’énergie. Leur dispositif commence par un résonateur mécanique en nitrure d’aluminium placé sur un cristal de saphir, qui, lorsqu’il est activé par une tension oscillante, produit des vibrations qui résonnent à travers le matériau. Juste au-dessus, un qubit supraconducteur avec une petite antenne ajuste et contrôle les niveaux d’énergie du résonateur, transformant les écarts d’énergie harmoniques en écarts anharmoniques.

Implications futures et avantages pratiques{{}}

La réussite de ce projet ne se limite pas à sa contribution à la théorie quantique ; elle ouvre également la voie à des applications pratiques dans le calcul quantique et au-delà. Les chercheurs envisagent d’utiliser deux qubits mécaniques pour effectuer des opérations logiques, ce qui pourrait aboutir à des résultats prometteurs pour le développement de technologies quantiques avancées.

Cet article explore l’innovation révolutionnaire de l’ETH Zurich dans la création d’un qubit mécanique fonctionnel sur cristal de saphir, qui promet de surmonter certains des plus grands défis du calcul quantique. Avec une durée de vie prolongée et une capacité à fonctionner sans les besoins complexes de correction d’erreurs des qubits traditionnels, ce qubit mécanique ouvre des perspectives nouvelles pour l’avenir des technologies quantiques améliorées.

Source : Science

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Guillaume Aigron

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Source : https://www.secret-defense.org/informatique/la-suisse-se-positionne-comme-un-leader-europeen-en-informatique-quantique-avec-une-grande-premiere-dans-lhistoire-un-qubit-mecanique-sur-cristal-de-saphir/

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  • Technologie - Quand deux puces quantiques n’en font qu’une - Publié le 25 novembre 2024 à 15h03 - Réservé aux abonnés - Courrier international
    Pour bâtir des ordinateurs quantiques, IBM mise sur une approche modulaire. L’entreprise vient de franchir une étape clé : elle a réussi à relier deux puces quantiques et à les faire fonctionner comme une seule entité.

IBM vient de faire une avancée significative dans le domaine de l’informatique quantique.

IBM vient de faire une avancée significative dans le domaine de l’informatique quantique. SAKKMESTERKE/SCIENCE PHOTO LIBRA / Science Photo Library via AFP

Il se passe des choses dans le monde de l’informatique quantique. Le 20 novembre, une équipe de l’entreprise américaine IBM a décrit dans Nature comment elle était parvenue à combiner deux puces quantiques pour les faire fonctionner ensemble, comme si elles n’en formaient qu’une, et effectuer des calculs au-delà des capacités de chacune. Une première, qui constitue une avancée significative dans cette discipline à la fois complexe et prometteuse, et que relaie New Scientist.

Les ordinateurs quantiques reposent sur un ensemble de théories de la physique, en particulier la mécanique quantique qui cherche à expliquer le comportement étrange, parfois contre-intuitif, des particules. À la différence des ordinateurs conventionnels fonctionnant avec des bits comme unité de données, qui stockent l’information de manière binaire (0 ou 1), les ordinateurs quantiques utilisent des “qubits” (bits quantiques). Un qubit exploite la capacité des électrons à pouvoir exister simultanément dans plusieurs états. Un qubit peut donc être à la fois 0 et 1 en même temps et peut ainsi stocker une superposition de 0 et de 1.

De nombreux obstacles à surmonter - On attend de ces ordinateurs d’un nouveau genre qu’ils résolvent en quelques minutes à peine …

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Source : https://www.courrierinternational.com/article/technologie-quand-deux-puces-quantiques-n-en-font-qu-une_224922

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  • L’Allemagne fait la découverte de l’année dans l’informatique quantique qui va lui donner une longueur d’avance sur ses concurrents - Des chercheurs allemands ont mis à jour l’entrelacement de la lumière et du son dans le monde quantique. Par Guillaume Aigron - 19/11/2024 – Document ‘secret-defense.org’

    L’Allemagne fait la découverte de l’année dans l’informatique quantique qui va lui donner une longueur d’avance sur ses concurrents

L’Allemagne fait la découverte de l’année dans l’informatique quantique qui va lui donner une longueur d’avance sur ses concurrents

Les chercheurs de l’Institut Max-Planck pour la Science de la Lumière (MPL) ont mis au point une méthode novatrice permettant d’entrelacer des photons optiques (particules de lumière) avec des phonons (quasi-particules représentant des ondes sonores). Cette réalisation ouvre de nouvelles perspectives pour l’élaboration de systèmes hybrides en communication et en calcul quantique, marquant un tournant potentiel dans la façon dont nous pourrions manipuler et utiliser les informations quantiques.

Les allemands écrivent un nouveau chapitre dans l’histoire de l’entrelacement quantique{{}}

L’entrelacement quantique, ce lien étrange qui permet à des particules de rester connectées quelles que soient les distances les séparant, a traditionnellement été réalisé entre des particules de même nature, comme des photons avec des photons. Toutefois, l’innovation de MPL introduit la possibilité d’entrelacer des types de particules fondamentalement différents, une avancée qui pourrait transformer les technologies de l’information quantique.

Mécanisme de l’entrelacement optoacoustique{{}}

Le processus proposé par l’équipe du MPL repose sur la diffusion Brillouin, un phénomène où les photons interagissent avec les vibrations des atomes ou molécules dans un matériau, générant des phonons. Cette interaction entraîne un changement de fréquence de la lumière, qui varie en fonction du mouvement des phonons. Contrairement aux systèmes opto-mécaniques classiques, cette méthode offre une nouvelle façon de coupler la lumière et le son à un niveau fondamental, permettant de créer des paires entrelacées stables, moins sensibles aux fluctuations de température.

Avantages et potentiel de l’entrelacement hybride{{}}

L’entrelacement de photons et de phonons présente plusieurs avantages significatifs. D’une part, il est résilient et adapté pour fonctionner à des températures beaucoup plus élevées que celles requises par les méthodes traditionnelles, réduisant ainsi la dépendance à des équipements coûteux et complexes comme les réfrigérateurs à dilution. D’autre part, cette approche hybride ouvre la porte à des applications dans des domaines variés allant de la communication quantique sécurisée à la computation, en passant par la métrologie quantique et la téléportation quantique.

Implications et applications futures{{}}

Les capacités de cette nouvelle technique à manipuler et à contrôler les interactions entre la lumière et le son à un niveau quantique ont le potentiel de révolutionner notre compréhension et notre exploitation des propriétés quantiques des matériaux. En particulier, cela pourrait significativement avancer notre capacité à stocker, à traiter et à transmettre des informations de manière plus efficace et plus sécurisée.

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    • L’ordinateur quantique est déjà obsolète face à cette technologie disruptive qui la prend de vitesse dans le domaine scientifique – Par Guillaume Aigron – Le 11/11/2024

      L’ordinateur quantique est déjà obsolète face à cette technologie disruptive qui la prend de vitesse dans ce domaine scientifique

L’Intelligence Artificielle pourrait-elle surclasser l’informatique quantique ?

Alors que les entreprises technologiques investissent des milliards dans les ordinateurs quantiques, espérant révolutionner des domaines aussi variés que la finance, la découverte de médicaments et la logistique, les progrès rapides de l’intelligence artificielle (IA) en matière de simulations en physique et en chimie amènent certains à se demander si nous aurons même besoin d’ordinateurs quantiques.

L’ascension concurrentielle de l’IA{{}}

Alors que le champ de l’informatique quantique se débat avec les réalités d’un matériel quantique capricieux, l’IA fait des avancées significatives, remettant en question la suprématie des ordinateurs quantiques, surtout dans les domaines de la physique fondamentale, de la chimie et des sciences des matériaux. La capacité et la complexité des systèmes quantiques que l’IA peut simuler, progresse rapidement, ce qui pourrait déplacer le terrain de jeu supposé des ordinateurs quantiques.

Puissance et limitations des ordinateurs quantiques{{}}

Les ordinateurs quantiques promettent de réaliser certains calculs beaucoup plus rapidement que les ordinateurs classiques, une promesse qui nécessiterait cependant des processeurs quantiques bien plus grands que ceux disponibles aujourd’hui. Les algorithmes quantiques, tels que l’algorithme de Shor, pourraient résoudre des problèmes à une vitesse exponentiellement supérieure à celle des algorithmes classiques, mais seulement si les problèmes concernés permettent d’exploiter pleinement les effets quantiques.

Les barrières de l’informatique quantique{{}}

Une étude récente coécrite par Matthias Troyer, chef de l’informatique quantique chez Microsoft, a révélé que les avantages théoriques des ordinateurs quantiques s’amenuisent lorsqu’on prend en compte la lenteur relative du matériel quantique par rapport aux puces informatiques modernes. De plus, la difficulté d’intégrer de grandes quantités de données classiques dans un ordinateur quantique représente un obstacle majeur.

Avantages de l’IA dans la simulation de systèmes faiblement corrélés{{}}

L’IA a prouvé qu’elle peut simuler des systèmes quantiques faiblement corrélés avec une grande efficacité en utilisant des outils classiques comme la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Ces systèmes sont plus simples à modéliser car les interactions entre particules sont minimes, ce qui rend les ordinateurs quantiques moins nécessaires pour ces types de problèmes.

Contributions de l’IA à la chimie et aux sciences des matériaux{{}}

Les progrès récents dans l’utilisation de l’IA pour générer des données sur les produits chimiques, les biomolécules et les matériaux, qui servent ensuite à former des réseaux neuronaux, révolutionnent la capacité à prédire les propriétés des structures chimiques. Ces modèles d’IA, qui apprennent des motifs dans les données, sont beaucoup moins coûteux à exécuter que les calculs DFT conventionnels.

Perspectives futures{{}}

Les recherches futures pourraient permettre à l’IA de simuler même les plus grands systèmes faiblement corrélés, rendant les ordinateurs quantiques potentiellement obsolètes pour ces applications avant même qu’ils deviennent largement disponibles. En parallèle, les systèmes fortement corrélés, qui demeurent un défi pour la DFT, commencent également à être accessibles grâce aux avancées de l’IA, notamment en utilisant des réseaux de neurones pour modéliser les états excités des systèmes quantiques.

Cet article explore comment les avancées récentes en intelligence artificielle pourraient menacer de rendre obsolète l’informatique quantique dans de nombreux domaines, en particulier ceux où les effets quantiques sont dominants. Alors que les ordinateurs quantiques luttent encore avec des limitations techniques importantes, l’IA progresse rapidement dans la simulation de systèmes complexes, posant la question de la nécessité réelle des ordinateurs quantiques dans le futur de la recherche et de l’industrie.

Lire aussi :

Source : https://www.secret-defense.org/actualites/lallemagne-fait-la-decouverte-de-lannee-dans-linformatique-quantique-qui-va-lui-donner-une-longueur-davance-sur-ses-concurrents/?nowprocket=1

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L’IA devrait bénéficier des multiples avancées du quantique, dont le déploiement à grande échelle est attendu d’ici la fin de la décennie. {{}}

Alors que les ordinateurs classiques reposent sur des données binaires ne pouvant avoir que deux états (zéro ou un), les ordinateurs quantiques quant à eux exploitent la capacité des bits quantiques, ou qubits, à exister dans une superposition de deux états en même temps. Cette particularité de la physique quantique permet d’effectuer certains calculs exponentiellement plus vite que les superordinateurs les plus avancés et, ainsi, d’être envisagés pour des utilisations visant à rendre les LLMs et l’IA générative plus rapides et moins énergivores.

Toutefois, l’un des principaux défis de l’informatique quantique est la désintégration des qubits qui entraîne des pertes de cohérence et donc des erreurs dans les calculs. Plusieurs découvertes récentes ouvrent de nouveaux horizons à ce domaine expérimental en plein essor.

Une équipe de chercheurs finlandais a ainsi démontré que la cause de la désintégration est liée à la dissipation thermique dans le circuit électrique qui contient le qubit. La résolution de ce problème majeur permettrait d’allonger les temps de cohérence des qubits, offrant ainsi un plus large volume d’opérations et permettant d’effectuer des calculs encore plus complexes.

En attendant de trouver une solution pour arrêter/ralentir la désintégration des qubits, les équipes de recherche utilisent une autre technique pour obtenir une informatique quantique fiable : la correction des erreurs quantiques ou QEC, qui compte de nombreuses percées récentes venant notamment de Microsoft ou encore de Google. La technologie QEC permettra d’atteindre un niveau de fidélité de 99,9% dans les qubits, ce qui permettra de créer des ordinateurs quantiques stables.

Il s’agit manifestement d’un élément clé pour la mise en place d’une informatique quantique à grande échelle, tout comme l’utilisation d’algorithmes dits hybrides, mélangeant l’informatique traditionnelle et les processus quantiques. Etant donné que l’informatique quantique n’est supérieure que pour des problèmes très spécifiques (nécessitant du nouveau code et de nouveaux algorithmes), cette combinaison augmente considérablement les cas d’utilisation et donc son attrait pour les utilisateurs potentiels.

L’amélioration des techniques de semi-conducteurs est un autre élément positif. De nombreuses équipes de développement cherchent des moyens de fabriquer des qubits en silicium afin de tirer parti de techniques de fabrication éprouvées et peu coûteuses pour les produire à grande échelle. Là encore, des avancées ont permis à des scientifiques australiens de fabriquer des qubits de haute-fidélité à l’aide de processus de fabrication traditionnels, ouvrant ainsi la voie à la production industrielle de processeurs quantiques.

Enfin, la photonique connaît également des avancées significatives. Dans ce cas précis, les qubits sont des photons qui peuvent avoir simultanément deux états (deux longueurs d’onde ou couleurs de lumière différentes). Le principal défi consiste donc à intégrer directement des composants optiques dans une seule puce qui pourrait ainsi exploiter et modifier les flux de lumières pour effectuer des calculs.

[La photonique est la branche de la physique concernant l’étude et la fabrication de composants permettant la génération, la transmission, le traitement ou la conversion de signaux optiques. Elle étudie les photons indifféremment comme onde ou comme corpuscule, dans une approche classique ou quantique… - Wikipédia ]

Même si ces solutions n’en sont qu’au stade de prototype, le traitement quantique basé sur la photonique a d’ores et déjà démontré sa supériorité en termes de temps de calcul et d’efficacité par rapport aux solutions électroniques existantes.

Comme toujours, chaque avancée technologique a ses inconvénients. Dans le cas du quantique, la vulnérabilité accrue de la sécurité des systèmes informatiques en est le principal. Récemment, des chercheurs chinois ont apparemment réussi à violer des algorithmes de cryptage en utilisant une machine D-Wave.

D’après un article de l’université de Shanghai, c’est la première fois que les ordinateurs quantiques représentent une menace réelle et substantielle pour plusieurs algorithmes de cryptographie couramment utilisés aujourd’hui. Etant donné que cet article universitaire omet de nombreux facteurs importants (comme la taille de la clé cryptographique), les experts en cryptographie du monde entier se demandent encore si ce « hack quantique » doit être pris au sérieux ou non.

De nombreuses entreprises et startups (IBM, Google en tandem avec Nvidia, Rigetti, IonQ...) se sont donc lancées dans la course du quantique avec pour objectif de faire passer l’IA au stade supérieur.{{}}

À l’heure actuelle, il semble très compliqué de déterminer les futurs gagnants de cette technologie étant donné que la technologie et sa monétisation sont à un stade encore très précoce, avec un début de maturité attendu pour la fin de la décennie au mieux.

Compte tenu des besoins de financement de cette industrie naissante, de nombreux acteurs spécialisés feront soit faillite soit, pour les rares présentant une valeur stratégique, l’objet des convoitises des géants de la technologie. Parmi ces acteurs spécialisés, IonQ semble présenter la dynamique la plus forte pour le moment, avec près de 100 millions de dollars de contrats signés et quelques accords avec des clients de premier plan tels qu’AstraZeneca.

Biographie - Olivier Good - Equity portfolio manager - Olivier Good gère les stratégies equities thématiques de Synapse Invest. Auparavant, il a développé pendant près de 25 ans une expérience sur la Technologie en tant qu’analyste ‘buy-side equity’ et de portfolio manager.

Source : https://www.allnews.ch/partenaires/content/informatique-quantique-les-perc%C3%A9es-se-multiplient Bas du formulaire

https://www.itespresso.fr/press-rel...

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  • L’Institut de recherche sur les semi-conducteurs de Taïwan choisit l’ordinateur quantique IQM Spark pour booster la recherche – 26 novembre 2024 - Sponsorisé par Businesswire
    L’Institut de recherche sur les semi-conducteurs de Taïwan (TSRI), qui est rattaché aux Laboratoires nationaux de recherche appliquée, annonce aujourd’hui avoir acheté son premier ordinateur quantique full-stack à IQM (IQM Quantum Computers), l’un des leaders mondiaux de la conception, fabrication et vente d’ordinateurs quantiques supraconducteurs. La livraison et l’installation du système dans les locaux de TSRI auront lieu au cours du deuxième trimestre 2025.

Ce communiqué de presse contient des éléments multimédias. Voir le communiqué complet ici : https://www.businesswire.com/news/home/20241125684611/fr/

IQM Spark quantum computer (Photo : Business Wire)

IQM Spark quantum computer (Photo : Business Wire)

TSRI et IQM cherchent tous deux à accélérer le développement de l’informatique quantique à Taïwan, et l’acquisition du système IQM Spark (un ordinateur quantique de 5 qubits haute-fidélité) permettra à l’Institut d’utiliser ce système à des fins d’enseignement et de recherche.

Les efforts considérables déployés par Taïwan pour faire progresser les technologies CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) basse température et l’informatique quantique permettront également à l’Institut de tirer parti de l’expertise technique d’IQM dans le cadre de l’intégration du système et des efforts de recherche. Ces solutions CMOS peuvent favoriser la mise en place de processeurs quantiques à grande échelle, indispensables pour la correction d’erreurs.

Cette collaboration stratégique sera une illustration de l’importance des partenariats internationaux établis entre IQM et les équipes nationales de recherche quantique de Taïwan en vue de promouvoir des avancées technologiques de premier plan.

« L’acquisition de notre premier ordinateur quantique supraconducteur ‘full-stack’ est une étape clé pour Taïwan dans la course mondiale à l’informatique quantique. Elle entend aider Taïwan à progresser dans le domaine de l’informatique quantique et à démontrer en quoi notre pays peut mettre à profit sa position de leader du secteur des semi-conducteurs pour se lancer dans ce domaine novateur. Cette collaboration renforcera le lien entre le monde universitaire et l’industrie, et créera une base solide pour former des talents nationaux dans le domaine de l’informatique quantique », a expliqué le professeur Tuo-Hung Hou, Directeur général de TSRI ».

« La mission d’IQM a été dès le départ de soutenir le développement de l’écosystème quantique local. La livraison de ce premier ordinateur quantique à Taïwan témoigne également de notre engagement en ce sens », a affirmé Mikko Välimäki, co-PDG d’IQM Quantum Computers. « Taiwan est reconnu comme leader mondial de la technologie des semi-conducteurs avec un secteur florissant, et l’achat réalisé par TSRI permettra à son écosystème technologique de prendre son envol dans le domaine quantique ».

À propos de TSRI (Taiwan Semiconductor Research Institute) :{{}}

TSRI est un organisme de recherche universitaire financé par le gouvernement, dédié au développement de la technologie des semi-conducteurs et à la formation de talents. Il bénéficie d’un environnement de recherche ouvert et développe activement des plateformes de services de recherche sur les semi-conducteurs avancés dans différents domaines (CMOS et mémoire avancés, conditionnement 3D, photonique sur silicium, composants semi-conducteurs et informatique quantique, notamment). Grâce à ses collaborations avec l’industrie, les universités et le secteur de la recherche à l’échelle nationale, il est devenu le principal moteur de la recherche sur les semi-conducteurs. Il contribue à la formation de professionnels hautement qualifiés et spécialisés dans ce domaine.

À propos d’IQM Quantum Computers :{{}}

IQM est un chef de file mondial de la conception, la construction et la vente d’ordinateurs quantiques supraconducteurs. IQM propose à la fois des ordinateurs quantiques complets sur site et une plateforme de cloud permettant d’accéder à ses ordinateurs partout dans le monde. Les clients d’IQM incluent les principaux centres de calcul de haute performance, des laboratoires de recherche, des universités et des entreprises ayant un accès complet aux logiciels et au matériel d’IQM. IQM emploie plus de 280 personnes et possède des bureaux à Espoo, Madrid, Munich, Paris, Palo Alto, Singapour et Varsovie.

Le texte du communiqué issu d’une traduction ne doit d’aucune manière être considéré comme officiel. La seule version du communiqué qui fasse foi est celle du communiqué dans sa langue d’origine. La traduction devra toujours être confrontée au texte source, qui fera jurisprudence.

Consultez la version source sur businesswire.com : {{}}

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Source : https://www.itespresso.fr/press-release/linstitut-de-recherche-sur-les-semi-conducteurs-de-taiwan-choisit-lordinateur-quantique-iqm-spark-pour-booster-la-recherche

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    Canada, Iran, Qatar - Un groupe d’informatique quantique canadien soutient des chercheurs iraniens et chinois à Doha - Publié le 22/11/2024 à 5h00 GMT – Document ‘intelligenceonline.fr’
    Alors que la course à l’informatique quantique s’accélère entre puissances, les coopérations universitaires sont de plus en plus scrutées par les États, qui veulent éviter de voir fuiter des travaux de recherches souveraines. Certains partenariats dans le Golfe apparaissent particulièrement vulnérables. [...]

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    Quantique : Pasqal et IBM souhaitent créer un modèle de super-calcul unifié – Par Yoann Bourgin - 22 novembre 2024 \ 15h58 – Document ‘usine-digitale.fr’
    La pépite française mettra prochainement son matériel à disposition des utilisateurs de Qiskit, le framework conçu pour l’informatique quantique développé par IBM Research. Une nouvelle étape dans le partenariat entre les deux sociétés, initié en juin dernier.

Quantique : Pasqal et IBM souhaitent créer un modèle de supercalcul unifié© IBM

Pasqal, start-up française spécialisée dans l’informatique à atomes neutres, et le géant de l’informatique IBM, ont annoncé le 21 novembre une nouvelle étape dans leur collaboration. D’ici à fin 2025, les deux sociétés créeront un modèle de programmation unifié. Cette étape passera dans un premier temps par l’intégration de la technologie quantique de Pasqal dans la plateforme de développement logiciel open source Qiskit d’IBM. En mai, IBM affirmait que Qiskit avait été utilisé par plus de 550 000 utilisateurs, représentant 3000 milliards de circuits quantiques.

Les deux entreprises précisent dans un communiqué que cette architecture sera compatible “avec les ordinateurs quantiques de taille utile de nouvelle génération d’IBM, les systèmes quantiques à base d’atomes neutres de Pasqal et les ressources classiques de calcul à haute performance (HPC) telles que les CPU et les GPU”. Ainsi, un développeur professionnel pourra adapter son choix de telle ou telle technologie selon ses exigences. Pasqal et IBM comptent également sur ce modèle pour créer plus de liens entre les fournisseurs de matériel quantique et les centres de calcul haute performance.

Le partenariat entre les deux sociétés avait été annoncé le 6 mai. Pasqal et IBM entendaient alors “créer une nouvelle génération de supercalculateurs capable d’être directement opérationnelle et commercialisable aux entreprises”. Derrière cette collaboration, les deux acteurs comptent séduire de nouveaux clients, en particulier dans les secteurs de la science des matériaux et de la chimie où les cas d’usage pourraient être plus nombreux.

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    EuroQCS-France va mettre en ligne l’ordinateur quantique de Quandela - Par Mourad Krim - 21/11/2024 – Document ‘itsocial.fr’
    À l’occasion de la conférence SuperComputing 2024 (SC24) à Atlanta,
    aux États-Unis, et de la Conférence Européenne sur les Technologies Quantiques à Lisbonne,     au Portugal, le consortium EuroQCS-France annonce qu’il ouvrira prochainement un accès à distance anticipé à un ordinateur quantique photonique de 6 qubits développé par la startup française Quandela.

    Ce consortium, composé de GENCI et du CEA, s’inscrit dans l’infrastructure hybride HPC/QC européenne d’EuroHPC. Cet accès sera destiné à la communauté de recherche européenne, en amont de l’installation du système Lucy en France l’année prochaine.

    EuroHPC (European High Performance Computing Joint Undertaking) est une initiative européenne visant à développer une infrastructure de calcul haute performance (HPC) de classe mondiale et à renforcer les capacités de l’Union européenne dans ce domaine stratégique. Créée en 2018 sous forme d’entreprise commune (Joint Undertaking, JU), EuroHPC regroupe des institutions européennes, des États membres, des pays associés et des acteurs industriels et académiques.

    EuroQCS-France (European Quantum Computing Services - France) est une initiative française intégrée au cadre d’EuroHPC, dédiée à l’intégration et au développement des technologies quantiques au sein des infrastructures européennes de calcul haute performance (HPC). Ce projet vise à coupler des calculateurs quantiques avec des supercalculateurs traditionnels pour créer une infrastructure hybride, combinant les forces des deux technologies. EuroQCS-France met particulièrement l’accent sur les technologies quantiques photoniques, grâce à des partenariats avec des entreprises
    innovantes comme Quandela.

Un accompagnement quantique pour les chercheurs{{}}

GENCI et le CEA, respectivement entité et site d’hébergement du calculateur quantique Lucy au sein d’EuroQCS-France, ont déjà mis en place des outils pour familiariser les communautés académiques et industrielles avec l’informatique quantique à base d’optique linéaire (LOQC). Parmi eux, Perceval, l’environnement de programmation et d’émulation de Quandela, est accessible depuis plus d’un an sur le supercalculateur Joliot-Curie. Dans ce cadre, un accès distant à un dispositif photonique de 6 qubits sera proposé, jusqu’à ce que le système Lucy soit entièrement déployé et opérationnel au TGCC, le centre de calcul du CEA. Les chercheurs pourront ainsi écrire leur code avec Perceval et l’exécuter à distance.

Lucy, le futur calculateur quantique photonique universel de 12 qubits, a été acquis par l’EuroHPC Joint Undertaking (JU) auprès d’un consortium réunissant Quandela et l’Allemand Attocube systems AG. Son installation est prévue pour mi-2025 au TGCC, situé au sud de Paris. Ce système sera interconnecté au supercalculateur Joliot-Curie de GENCI, à l’instar de Ruby, le calculateur quantique de Pasqal intégré dans le cadre du projet européen HPCQS. Lucy fera partie d’un réseau unique de six calculateurs quantiques EuroHPC, chacun basé sur une technologie matérielle distincte :

  • Qubits supraconducteurs évolutifs (Euro-Q-Exa, dirigé par LRZ, Allemagne)
  • Qubits supraconducteurs en étoile (LUMI-Q, IT4Innovation, République tchèque)
  • Ions piégés (EuroQCS-Pologne, PSNC, Pologne)
  • Recuit quantique (EuroQCS-Espagne, BSC-CNS, Espagne)
  • Atomes neutres (EuroQCS-Italie, CINECA, Italie)
  • Photons uniques (EuroQCS-France, GENCI/CEA, France).
    À ce jour, quatre systèmes ont été acquis auprès de fournisseurs comme IQM (Euro-Q-Exa, LUMI-Q), AQT (EuroQCS-Pologne), et le duo Quandela/Attocube (EuroQCS-France).

Soutien et expertise pour les utilisateurs finaux{{}}

Outre l’accès anticipé, les utilisateurs bénéficieront de l’accompagnement d’experts de Quandela pour développer des applications adaptées à l’environnement LOQC, en vue de leur exécution sur Lucy. Pour les chercheurs académiques, cet accès représente une opportunité de défricher une technologie émergente. Ils peuvent ainsi explorer de nouveaux domaines scientifiques tels que la simulation de phénomènes physiques complexes, comme les interactions moléculaires en chimie, ou encore la résolution de problèmes d’optimisation impossibles à traiter avec des calculateurs classiques.

Cet accès permet aussi d’accélérer la recherche fondamentale en donnant la possibilité de tester des algorithmes quantiques sur une plateforme opérationnelle, complétant les travaux théoriques ou les simulations informatiques traditionnelles. En outre, cet accès favorise la formation et la montée en compétences des chercheurs, qui pourront se familiariser avec les spécificités des qubits photoniques et se préparer à utiliser des systèmes plus avancés, comme Lucy, un ordinateur quantique photonique universel
de 12 qubits prévu pour 2025. Enfin, l’intégration de cette initiative dans l’infrastructure EuroHPC garantit un partage équitable des ressources entre tous les pays européens participants, permettant à toutes les institutions académiques, quel que soit leur niveau de financement, d’accéder à cette technologie.

Cela marque une étape clé dans l’intégration de technologies quantiques dans les infrastructures européennes, renforçant ainsi le positionnement stratégique de l’Union européenne dans le domaine du calcul haute performance et de l’informatique quantique.

MOTS CLES Informatique Quantique qubits R&D

https://itsocial.fr/wp-content/uploads/avatars/640/64ca4020d8d48-bpfull.jpgMourad Krim Journaliste IT

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    Des chercheurs observent en direct la formation d’une intrication quantique - Les électrons dans les atomes se comportent parfois de façon étonnante. - Publié par Adrien le 22/11/2024 à 08:00 - Source : Physical Review Letters - EN, DE, ES, PT – Diffusé par techno-science.net
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Grâce à des simulations très précises, des chercheurs des universités de Vienne et de Chine ont réussi à observer en détail comment deux électrons se lient quantiquement en quelques attosecondes seulement, une échelle de temps ultra-courte où l’intrication entre les particules apparaît.

https://static.techno-science.net/illustration/Libre/2024/11/11/m04XzQMVRj6dnLyDh76nTQ.jpg

Cette intrication quantique crée une connexion si intime entre deux particules qu’elles ne peuvent plus être décrites séparément. Ce phénomène est essentiel pour des technologies comme les ordinateurs et la cryptographie quantiques. Dans cette étude, l’objectif des chercheurs était de comprendre comment cette intrication se crée dès les premières fractions de seconde, en observant des interactions entre un laser et des atomes.

Pour mener cette recherche, les scientifiques ont utilisé un laser de très haute fréquence pour arracher un électron de l’atome d’hélium, un processus qui peut en exciter un second. Celui-ci reste alors attaché au noyau, mais dans un état énergétique différent. Ce phénomène crée un lien entre les deux électrons : ils sont désormais intriqués, ce qui signifie qu’en étudiant l’un d’eux, on peut en déduire des informations sur l’autre.

Les chercheurs ont pu montrer que le ’moment de naissance’ de l’électron éjecté, c’est-à-dire l’instant où il quitte l’atome sous l’impulsion du laser, est intimement lié à l’état de l’électron resté dans l’atome. En termes quantiques, ce moment n’a pas d’existence : il est une superposition de plusieurs instants possibles.

Cette superposition indique que le moment où l’électron quitte l’atome dépend de l’énergie de l’électron resté. Si celui-ci est dans un état d’énergie plus élevée, il est probable que l’électron ait été éjecté plus tôt. À l’inverse, une énergie plus basse suggère un départ plus tardif, en moyenne de l’ordre de 232 attosecondes, soit un milliardième de milliardième de seconde.

Ce délai est incroyablement court, mais il permet aux chercheurs de mesurer avec précision le lien qui se forme entre les deux électrons lors de leur séparation. Cet aspect temporel est essentiel : l’éjection de l’électron se fait progressivement, sous forme d’une onde qui ’s’écoule’ hors de l’atome, et c’est dans cette phase que l’intrication entre les électrons se produit.

Les chercheurs espèrent désormais reproduire ces observations en laboratoire avec d’autres équipes pour valider ce modèle. Ces travaux permettent d’explorer de nouvelles frontières de la physique quantique, où les phénomènes que l’on croyait instantanés se révèlent en réalité bien plus complexes et structurés.

Cacher une image dans les corrélations quantiques de photons

Ce dispositif permet d’étudier la gravité quantique en laboratoire, et révèle ces applications technologiques

Ce nouveau matériau dévoile des propriétés quantiques à notre échelle, et la supraconductivité émerge...

LHC : observation de l’intrication quantique à une énergie inédite

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Source : https://www.techno-science.net/actualite/chercheurs-observent-direct-formation-intrication-quantique-N26038.html

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  • Vidéo - Ordinateur quantique : une usine française (Quandela) lancée dans la course au Graal de l’informatique - Publié le 02/11/2024 09:34 Mis à jour le 04/11/2024 10:57 – Document ‘francetvinfo.fr’ - Article rédigé par franceinfo - Joachim Dauphin - Radio France

    C’est l’une des courses technologiques du siècle. Quandela, une jeune entreprise française, créée en 2017, est parmi les plus avancées du monde dans la fabrication d’ordinateurs quantiques. Une technologie encore à ses prémices mais qui va permettre très bientôt de démultiplier la puissance de calcul des machines.

C’est l’une des courses technologiques du siècle. Quandela, une jeune entreprise française, créée en 2017, est parmi les plus avancées du monde dans la fabrication d’ordinateurs quantiques. Une technologie encore à ses prémices mais qui va permettre très bientôt de démultiplier la puissance de calcul des machines. {{}}

Dans cet entrepôt flambant neuf situé à Massy (Essonne), dans une pièce sans fenêtre, se trouve l’un des quatre ordinateurs quantiques fabriqués par Quandela depuis 2022. Cette machine à plusieurs millions d’euros se résume à deux armoires d’environ 1,50 m de haut, très semblables à celles qu’on retrouve dans les datacenters du monde entier. Mais à l’intérieur, tout est différent. ’On n’a pas du tout les mêmes composants et circuits électroniques que ceux qu’on retouvent dans nos ordinateurs traditionnels. Ici, on va avoir des composants quantiques’, explique Valerian Giesz, cofondateur de Quandela. 

Deux ordinateurs vendus au secteur privé{{}}

Quantique, cela veut dire s’appuyer sur les propriétés de la matière à l’échelle de l’infiniment petit. Un monde où les objets ont un comportement étrange. Une particule peut être dans plusieurs états tant qu’on ne l’a pas mesurée : c’est la superposition quantique. Et deux particules sont liées même en étant séparées d’une grande distance : c’est l’intrication quantique. Pour vulgariser les capacités quantiques des ordinateurs, une métaphore beaucoup utilisée par les scientifiques est celle du labyrinthe.

’Avec l’informatique classique, pour sortir du labyrinthe, on doit choisir entre la gauche et la droite à chaque intersection, avec l’informatique quantique, on peut tester toutes les solutions à la fois’ - Xavier Pereira, directeur du développement au sein de Quandela

’Les ordinateurs quantiques vont vraiment accélérer la résolution de problèmes très complexes que nos ordinateurs actuels ne savent pas résoudre’, ajoute Valerian Giesz. Des capacités de calcul qui intéressent beaucoup de monde. À ce jour, Quandela a déjà vendu deux de ses ordinateurs photoniques à des sociétés privées, un à OVHcloud et un à une filiale d’EDF au Québec.

Les secteurs qui utilisent des algorithmes, comme la finance, l’intelligence artificielle, les transports ou encore l’industrie pharmaceutique surveillent cette technologie de près. ’Aujourd’hui, modéliser des molécules pharmaceutiques, ça prendrait des dizaines et des centaines d’années sur nos meilleurs ordinateurs, explique Valerian Giesz. Avec des ordinateurs quantiques, ça ne va plus prendre que quelques heures, quelques jours pour avoir des solutions’.

Un générateur de photons installé dans le cryostat et fabriqué à Massy (Essonne) par l’entreprise française Candela (AFP)

Un générateur de photons installé dans le cryostat et fabriqué à Massy (Essonne) par l’entreprise française Candela (AFP)

Quandela a choisi d’utiliser les propriétés quantiques du photon, le grain de lumière. Dans une salle optique, des ingénieurs en blouse assemblent le composant qui émet ces particules de lumière une par une. C’est le cryostat, sorte de super-réfrigérateur de la taille d’une cagette. Nicolas Marin, directeur de l’ingénierie matériel chez Quandela, détaille le fonctionnement : ’On va venir générer des photons. Et ces dispositifs semi-conducteurs nécessitent une température de fonctionnement de l’ordre de 2 à 3 degrés au-dessus du zéro absolu, donc à moins 270°C. Et donc vous voyez que les cryostats sont vraiment très petits. Ils ne servent qu’à générer les photons et à les détecter.’ 

65 millions d’euros levés depuis 2017{{}}

Dans son usine de Massy, Quandela prévoit de construire quatre ordinateurs quantiques par an dès l’année prochaine. Elle espère aussi en 2025 produire ses premiers ’Qubit logiques’, permettant de fabriquer des machines sans erreurs, ce que personne n’a réussi à faire en Europe à ce jour. Pour y arriver, l’entreprise, qui a déjà levé 65 millions d’euros depuis sa création en 2017, prépare une prochaine levée de fonds de plusieurs centaines de millions d’euros.

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Source : https://www.francetvinfo.fr/sciences/high-tech/video-ordinateur-quantique-une-usine-francaise-lancee-dans-la-course-au-graal-de-l-informatique_6866936.html

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    Des physiciens ont transformé un ordinateur quantique en un cristal temporel pour la première fois - Kareen Fontaine & J. Paiano·25 novembre 2024 – Document ‘trustmyscience.com’

    Des physiciens ont transforme un ordinateur quantique en cristal temporel couv 2

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Les cristaux temporels, à la différence des cristaux traditionnels tels que le diamant ou le quartz, présentent une structure atomique qui se répète non seulement dans l’espace, mais également dans le temps, sans intervention de forces externes. Ce concept, théorisé par le lauréat du prix Nobel Frank Wilczek en 2012, a captivé la communauté scientifique, qui s’emploie désormais à tenter d’exploiter cette caractéristique unique pour des applications en informatique quantique. Récemment, une percée majeure a été réalisée : la transformation d’un processeur quantique en cristal temporel, une avancée susceptible de redéfinir les standards de performance de cette technologie.{{}}

Depuis l’introduction de cette notion, physiciens et mathématiciens s’efforcent de fusionner ces idées avec des modèles théoriques existants. En 2016, des chercheurs américains ont tracé une voie prometteuse en s’appuyant sur les principes de la mécanique quantique. Depuis, la définition du cristal temporel s’est affinée pour mieux décrire la régularité des oscillations des particules constituant les atomes.

Au début de cette année, une équipe de l’Université de Dortmund, dirigée par le Dr Alex Greilich, a réussi un exploit scientifique en créant un cristal temporel avec une durée de vie d’au moins 40 minutes, soit dix millions de fois supérieure à celle des précédents cristaux. Pour parvenir à ce résultat, l’équipe a utilisé un cristal composé d’arséniure d’indium et de gallium, découvrant notamment que la polarisation des spins nucléaires pouvait induire des oscillations spontanées.

Vers une nette réduction des erreurs dans le calcul quantique{{}}

En juillet, des scientifiques des universités de Vienne et de Tsinghua sont parvenus à produire un cristal temporel à partir d’atomes géants. Cette avancée pourrait notamment servir au développement de capteurs d’une précision accrue.

Dans le cadre de l’informatique quantique, l’un des défis majeurs réside dans la préservation de l’état de cohérence des qubits (l’équivalent quantique des bits classiques). Ces derniers, en interagissant avec leur environnement, introduisent des variables supplémentaires qui perturbent le programme, ce phénomène étant amplifié à mesure que le nombre de qubits augmente. Un système inspiré des cristaux temporels pourrait atténuer ces erreurs en augmentant la cohérence et la stabilité des qubits.

Récemment, une équipe interuniversitaire, impliquant des chercheurs des universités de Tsinghua, du Maryland, de Harvard et de l’Iowa State, a progressé dans ce domaine en transformant un processeur quantique en cristal temporel. Au centre de cette avancée se trouvent les cristaux temporels topologiques et leur oscillation pendulaire distinctive.

Ce caractère permet au cristal temporel topologique de mieux résister aux interférences locales. Ainsi, l’oscillation pendulaire maintient un mouvement stable même lorsque des parties du système quantique subissent des perturbations. En passant de la théorie à la pratique, les chercheurs ont programmé une forme d’informatique quantique supraconductrice avec une cohérence hautement stable pour illustrer le comportement topologique du cristal. Cette réalisation a démontré qu’il est tout à fait possible de créer un système quantique encore moins sensible aux interférences variées.

« Nous rapportons l’observation des signatures d’un tel phénomène — un cristal temporel topologiquement ordonné pré-thermique — avec des qubits supraconducteurs programmables disposés sur un réseau carré », écrivent les chercheurs dans leur étude, publiée dans Nature Communications. En soumettant leur système quantique à divers tests, ils ont constaté qu’il gérait efficacement un niveau raisonnable de bruit environnant tout en maintenant une excellente stabilité.

« Nos résultats montrent le potentiel d’explorer des phases exotiques de la matière topologiquement ordonnées hors équilibre avec des processeurs quantiques bruyants à échelle intermédiaire », souligne l’équipe. Selon ces scientifiques, cette découverte ouvre la voie à l’utilisation des circuits supraconducteurs pour explorer d’autres domaines, notamment le mouvement hors équilibre des cristaux temporels.

Source : Nature Communication

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Source : https://trustmyscience.com/physiciens-transforme-ordinateur-quantique-cristal-temporel-premiere/

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      Pour la première fois, des physiciens transforment un ordinateur quantique en un cristal de temps - Par Eric Rafidiarimanana, le 28 novembre 2024 – Document ‘dailygeekshow.com’
      Cette avancée pourrait constituer un pas en avant vers des ordinateurs quantiques plus stables et plus résistants aux erreurs

puce-ordinateur-quantique— Yurchanka Siarhei / Shutterstock.com

Une équipe de physiciens chinois et américains a accompli une avancée remarquable en transformant un processeur quantique en une forme unique de matière appelée cristal de temps. Ce développement pourrait représenter un bond en avant pour surmonter les défis actuels de l’informatique quantique et en améliorer la fiabilité. Les résultats de cette recherche sont publiés dans Nature Communications. 

Les cristaux de temps {{}}

L’informatique quantique est souvent considérée comme l’avenir du calcul, capable de résoudre des problèmes complexes beaucoup plus rapidement que les ordinateurs classiques. Ses applications s’étendent de la physique des particules à la création de nouveaux médicaments en passant par des prévisions météorologiques plus précises. Toutefois, malgré des progrès considérables, cette technologie reste entravée par les erreurs. Pour relever ce défi, les chercheurs explorent diverses solutions, dont celle des cristaux de temps. 

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Un cristal de temps est une structure étonnante qui oscille de manière répétitive dans le temps, même en l’absence de toute énergie externe. Contrairement aux cristaux classiques, comme le diamant ou le quartz, qui se caractérisent par des motifs répétitifs dans l’espace, les cristaux de temps se distinguent par des oscillations régulières dans le temps, rappelant le mouvement d’un pendule. 

Proposée pour la première fois en 2012 par le physicien Frank Wilczek, la théorie des cristaux de temps a d’abord été accueillie avec scepticisme. Cependant, des expériences menées depuis ont confirmé leur existence et leur potentiel d’application. En exploitant cette étonnante propriété de la matière, les scientifiques espèrent rendre les systèmes quantiques plus robustes et moins sensibles aux perturbations.

L’informatique quantique et le rôle des cristaux de temps {{}}

L’informatique quantique repose sur des qubits, des unités d’information pouvant exister simultanément dans plusieurs états grâce au phénomène de superposition quantique. En combinant ces qubits par intrication, les systèmes quantiques peuvent résoudre des algorithmes complexes beaucoup plus rapidement que les ordinateurs traditionnels. Cependant, cette même intrication rend les qubits vulnérables aux perturbations provenant de leur environnement, augmentant ainsi les erreurs. 

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Bien que les cristaux de temps aient déjà été proposés comme moyen de réduire les erreurs quantiques, le passage de la théorie à la pratique a été difficile. C’est là que les cristaux de temps, notamment les cristaux de temps topologiques, entrent en jeu. Contrairement aux versions classiques, les cristaux de temps topologiques manifestent leurs oscillations à l’échelle de tout un système, plutôt que dans une zone spécifique. 

Même lorsque des parties isolées du système sont poussées et désalignées, l’oscillation du pendule reste en mouvement parfait car cette transmission généralisée de l’activité oscillatoire est moins sensible aux interférences locales. Cette caractéristique rend les systèmes quantiques stables même face aux perturbations de l’environnement. 

Une percée expérimentale prometteuse {{}}

L’équipe de chercheurs a réussi à programmer un processeur quantique supraconducteur pour qu’il se comporte comme un cristal de temps topologique. Lors des tests, ce système s’est montré capable de résister à un niveau de bruit simulé tout en maintenant sa stabilité. Cela représente une avancée majeure, car cela démontre la possibilité de concevoir des systèmes quantiques plus robustes et moins sujets aux erreurs. 

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De plus, cette expérimentation a permis d’explorer de nouvelles facettes des cristaux de temps, notamment leur rôle potentiel dans l’étude des phénomènes hors équilibre en physique. Ces découvertes ouvrent des perspectives pour la recherche fondamentale et les applications pratiques de l’informatique quantique. 

En tant que preuve de concept, cette avancée pourrait jouer un rôle crucial dans le développement futur de la technologie quantique. Par ailleurs, l’ordinateur quantique de Google exécute instantanément une tâche qui prendrait normalement 47 ans.

Par Eric Rafidiarimanana, le 28 novembre 2024 - Source : Science Alert

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Catégories : Technologie, Actualités

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Source : https://dailygeekshow.com/ordinateur-quantique-cristal-temps/

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Google rapproche le quantique de la réalité – Article complet réservé aux abonnés à L’Usine nouvelle - Gautier Virol30 novembre 2024 \ 11h00

Pour lire l’intégralité de cet article, abonnez-vous à L’Usine nouvelle - édition Abonné&at_emplacement_site=page_article&at_variant=a]

La dernière publication scientifique de Google, fin août 2024, a électrisé la communauté du calcul quantique. Ses travaux sur la correction d’erreurs de ses qubits lèvent des doutes majeurs sur le passage à l’échelle de la technologie. Une étape clé, mais la route est encore longue.

Google rapproche le quantique de la réalité© Alice & Bob

Alice & Bob a développé un prototype de puce quantique. {{}}

En dissipant des incertitudes majeures sur la viabilité de l’informatique quantique, les derniers travaux publiés par Google marquent une étape clé dans le développement de la technologie. « Le calcul quantique, depuis cette publication, c’est beaucoup moins de la science-fiction », résume Quentin Ficheux, chargé de recherche du CNRS à l’institut Néel, à Grenoble (Isère). Les quelque 240 auteurs du papier prépublié sur l’archive ouverte ArXiv, fin août, expliquent être parvenus à accumuler des qubits – l’équivalent quantique d’un transistor – sur une puce, sans augmenter le taux d’erreur de leur système.

Un exploit puisque les systèmes quantiques sont à la fois beaucoup plus sensibles aux erreurs que leurs homologues traditionnels, et à la fois moins performants pour détecter et corriger ces erreurs. Ce qui explique que plus, on veut utiliser de qubits, plus il faut de qubits pour les protéger des erreurs. Une augmentation que Google a réussi à faire sans augmenter le nombre d’erreurs. Pour y parvenir, le géant américain a dû atteindre pour la première fois le « breakeven ». « Il était déjà parvenu à réaliser des calculs avec 49 qubits, mais cet ensemble n’était pas meilleur que le meilleur de ses membres, explique le physicien. C’est le cas ici, notamment grâce à l’encodage utilisé, et c’est un résultat remarquable. »

Des qubits à la durée de vie prolongée{{}}

La publication de Google contient d’autres éléments notables, comme la durée de vie affichée par les qubits, qui passe de quelques dizaines de microsecondes à... une heure, grâce à la suppression d’un des deux types d’erreurs qu’ils subissent et en modifiant leurs procédés de fabrication. « Cette avancée assez impressionnante apporte des réponses à beaucoup de questions, mais pas à tout », note tout de même le scientifique. Avant de réaliser des calculs entièrement immunisés aux erreurs, de nombreux travaux sont encore nécessaires. Sans oublier que les erreurs ne sont pas le seul verrou technologique à lever. Une fois les questions fondamentales liées aux qubits résolues, il faudra encore s’attaquer à l’ingénierie des systèmes quantiques, dont le refroidissement des machines. La route est encore longue.

Couv 3736Vous lisez un article de L’Usine Nouvelle 3736 - Novembre 2024
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    Ordinateur quantique branché sur le cloud, baptême du feu pour le nouveau DG : que retenir de la keynote 2024 d’OVHCloud ? – 1er décembre 2024 à 09:01

    Ovhcloud Octave Klaba Ovhsummit 2024

© 01net.com. Octave Klaba présentant sa baie sur roulettes lors de la keynote de 2024.

La grand-messe annuelle d’OVH Cloud avait lieu jeudi 28 novembre : une keynote particulière pour célébrer les 25 années d’existence de la société roubaisienne passée de l’infrastructure au software. Si l’accent a été mis sur le quantique et les LLM open source, c’était surtout le baptême du feu pour Benjamin Revcolevschi, le nouveau directeur de l’entreprise et le nouveau binôme d’Octave Klaba.

«  Aujourd’hui, nous entamons un nouveau chapitre ». Jeudi 28 novembre avait lieu la grand-messe annuelle d’OVHCloud à la Maison de la Mutualité à Paris : un événement particulier cette année pour le groupe qui fêtait ses 25 bougies. « 25 ans pour moi, ce n’est pas rien. C’est la moitié de ma vie », a plaisanté Octave Klaba devant un parterre de développeurs, de clients, de partenaires et de fans. Le PDG fondateur du groupe est arrivé sur scène dans sa tenue habituelle – tee-shirt et pantalon noirs – après plusieurs minutes de prélude musical – du rock joué par trois musiciens, ambiance salle de concert incluse. Mais cette fois, il poussait une sorte de chariot – une baie sur roulettes – sur lequel était écrit : « One Prem Cloud Platform ».

« Là vous avez des serveurs de stockage, là (…) des GPU, et là (…) la puissance de calcul  », a-t-il commenté, légèrement essoufflé, en ouvrant la porte de ce cluster. « Avec ça, vous avez tout le hardware, le software, donc tout pour faire fonctionner » les offres cloud d’OVHCloud, s’est-il enthousiasmé.

Une prise de fonction un mois plus tôt{{}}

Le « One Prem Cloud Platform » ou OPCP pour les initiés a été lancé cette année : avec cette offre, la société roubaisienne propose des services cloud sur des infrastructures sur site. « Beaucoup d’entre vous cherchent à garder vos infrastructures locales. Mais la nouveauté, c’est que beaucoup d’entre vous cherchent aussi à bénéficier du service cloud » « en mode déconnecté ou managé », a reconnu Benjamin Revcolesvhi. L’ancien cadre dirigeant de SFR et de DXC Technology (société de services informatiques) effectuait son baptême du feu en tant que nouveau directeur général d’OVHCloud, sur la scène de la Mutualité.

Ovhcloud Octave Klaba Et Benjamin Revcolesvhi Ovhsummit 2024

© 01net.com. Le nouveau tandem à la direction d’OVHCloud : Octave Klaba et son nouveau directeur général Benjamin Revcolesvhi lors de la keynote 2024.

Car si la keynote était particulière cette année, c’est surtout parce qu’elle mettait en scène pour la première fois le quinquagénaire, qui a pris la suite de Michel Paulin en octobre dernier, après une transition de six mois. Octave Klaba n’a d’ailleurs pas manqué de remercier son ancien binôme – qui n’était pas sur place – pour ses six années à la barre de la société.

La transformation d’OVHCloud, « d’une dimension européenne à internationale »{{}}

En chemise taillée et pantalon de costard, le nouveau directeur général, des fiches à la main qu’il ne consultera qu’une fois, est d’abord revenu sur l’OCPB. « Cette infrastructure déconnectée est parfois nécessaire pour des raisons de sécurité, de conformité. Cela vous permet aussi de faire tourner vos applications en local, après les contraintes de latence, de connectivité, dans les usines », a-t-il souligné. De quoi intéresser «  la santé, la sécurité intérieure ou encore l’industrie », qui souhaite par exemple davantage protéger ses données pour des raisons de confidentialité et de propriété intellectuelle.

Le Polytechnicien est ensuite revenu sur ses premières impressions en tant que nouveau dirigeant d’OVHCloud, un moyen de dresser le bilan de la société qui est, selon lui, passée « de l’infrastructure au software », d’une « dimension européenne à une dimension internationale ».

Une offre publique de rachat d’actions dans les prochains jours{{}}

OVHCloud a ainsi engrangé près d’un million de chiffres d’affaires cette année (année fiscale), dont la moitié réalisée à l’international. L’entreprise aux 3 500 collaborateurs peut aussi s’arguer de ses 1,6 million de clients et de ses 43 datacenters dont la moitié est à l’étranger. Malgré ces bons points, OVHCloud ne rivalise toujours pas avec les hyperscalers américains. AWS, Azure et Google Cloud dominent toujours largement le marché. Son offre publique de rachat d’actions, qui devrait être lancée dans les prochains jours, et dont l’objectif est de faire remonter son action, n’a pas non plus été évoqué. Cotée en Bourse depuis 2021, la société qui a essuyé de mauvais résultats l’année dernière a vu son cours chuter en mai dernier, avant de légèrement remonter.

Que ces deux sujets n’aient pas été abordés n’a rien de surprenant : keynote oblige, l’heure était à la célébration. L’entreprise fondée par Octave Klaba n’était en effet pas là pour compter les nuages qui s’amoncellent sous le ciel de Croix et de Roubaix, mais pour mettre en avant les rayons de soleil qui illuminent la société nordique.

La sempiternelle carte de la souveraineté de l’entreprise{{}}

Parmi eux : la sempiternelle carte de la souveraineté de la société, illustrée par son offre SecNumCloud qui s’étoffe. Ce label de cybersécurité délivré par l’ANSSI est désormais exigé par le gouvernement pour l’hébergement de données sensibles (régalien, santé) en vertu de sa doctrine Cloud au centre. Et cela tombe bien, puisque l’offre de Cloud public d’OVHCloud est en cours de certification SecNumCloud – la labellisation devrait tomber courant 2025.

À lire aussi : OVH sur le Cloud européen : « Parler de souveraineté, ce n’est pas un gros mot »

Le sujet de la souveraineté a été aussi abordé par Clara Chappaz, la secrétaire d’État à l’IA et au Numérique qui avait fait le déplacement. Pour cette dernière, OVHCloud permet au pays de «  renforcer (son) autonomie stratégique ». Si l’ancienne patronne de la French Tech n’a pas fait référence aux négociations qui entourent l’EUCS, la version européenne du SecNumCloud actuellement discutée à Bruxelles, cette dernière n’a pas manqué de citer le rapport Draghi qui appelle au nécessaire réveil de l’Europe.

Ovhcloud Summit 2024 Clara Chappaz

© 01net.com. Clara Chappaz, secrétaire d’État à l’IA et au Numérique, lors de la keynote 2024 d’OVHCloud.

Au sein d’OVHCloud, s’inquiéte-t-on de la tournure des négociations qui semblent privilégier un EUCS sans critère de souveraineté (et sans exclusion des hyperscalers américains), pour l’hébergement des données les plus sensibles des Européens ?

La question est balayée de la main par la responsable du quantique et du programme start-up d’OVHCloud, Fanny Bouton, interrogée pendant un point presse post-keynote. Pour cette dernière, les clients s’adressent surtout à OVHCloud pour ses prix et la qualité de son service, avant le caractère souverain du clouder.

« Un Frankenstein de l’IA pour prendre le meilleur de l’open source et assembler les bons modèles »{{}}

D’autres annonces plus liées à l’IA ont été distillées durant la keynote, avec un accent particulier mis sur l’IA open source, le groupe étant incapable de s’aligner sur les milliards nécessaires au développement de LLM propriétaires : OVHCloud a notamment présenté Omissimo, décrit par Octave Klaba comme « un Frankenstein de l’IA pour prendre le meilleur de l’open source et assembler les bons modèles ». La requête selon sa nature serait redirigée vers le LLM open source le plus pertinent.

« Par exemple, pour traduire de l’anglais au français, Llama 3.2 est idéal. Pour une traduction vers le chinois, Qwen 2.5 fait mieux », précise le fondateur d’OVHCloud. Une API – AI Endpoint – permet aussi d’accéder à une quarantaine de LLM – des offres plus destinées aux développeurs qu’aux usagers finaux.

Le groupe mise sur le quantique{{}}

Enfin, une part belle de la keynote a été consacrée au quantique. OVHCloud, qui a acquis l’ordinateur quantique MosaiQ en mars dernier, a annoncé mettre à disposition un hub de huit émulateurs quantiques. Un ordinateur quantique « branché sur » le cloud sera lancé l’année prochaine, en partenariat avec la start-up française Pasqal. Il sera donc bientôt possible d’exécuter des calculs sur cet ordinateur quantique : une première.

Son dirigeant, Georges-Olivier Reymond, a rappelé sur scène qu’avec le quantique, il ne s’agissait pas «  de gagner quelques pourcents, mais de passer d’une quantité de calcul qui durerait de milliards d’années à seulement quelques jours ». Un bond technologique sur lequel OVHCloud compte bien surfer… ces vingt-cinq prochaines années.

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À lire aussi : Cloud : cette commission française plaide pour réintégrer des critères de souveraineté dans le futur label de cybersécurité européen (EUCS)

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Source : https://www.01net.com/actualites/ordinateur-quantique-branche-sur-le-cloud-bapteme-du-feu-pour-le-nouveau-dg-que-retenir-de-la-keynote-2024-dovhcloud.html

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    Bientôt un ordinateur quantique à moins de 1.000 € ? Une découverte sud-africaine promet une démocratisation sans précédente de cette technologie du futur - Par Guillaume Aigron - 01/12/2024 – Document ‘secret-defense.org’

    Bientôt un ordinateur quantique à moins de 1000 € ? Une découverte sud-africaine promet une démocratisation sans précédente de cette technologie du futur

Bientôt un ordinateur quantique à moins de 1000 € ? Une découverte sud-africaine promet une démocratisation sans précédente de cette technologie du futur

Des ordinateurs quantiques bientôt à la portée de tous avec cette découverte.{{}}

Dans une percée révolutionnaire, des chercheurs de l’Université du Witwatersrand à Johannesburg ont développé une méthode pour construire des ordinateurs quantiques en utilisant des composants ordinaires tels que des lasers et des affichages numériques. Cette innovation promet de rendre la puissante technologie quantique accessible dans le monde entier, bouleversant les normes établies de coût et de complexité technologique.

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Traditionnellement, la construction d’ordinateurs quantiques nécessite des investissements astronomiques, souvent de l’ordre de plusieurs millions de dollars, pour des matériaux spécialisés et des infrastructures complexes comme des systèmes cryogéniques. Cette barrière financière limite sévèrement l’accès à cette technologie avant-gardiste, confinant son utilisation aux pays développés et à quelques institutions privilégiées.

Une innovation accessible{{}}

La nouvelle approche de ‘Wits University’ change radicalement le paysage. En exploitant des équipements de base tels que des lasers et des écrans numériques de projecteurs, les chercheurs ont réussi à assembler un ordinateur capable de réaliser des opérations quantiques complexes. Ce système innovant a démontré sa capacité à exécuter des tâches avancées qui dépassent les capacités des ordinateurs traditionnels.

Le rôle crucial de la lumière{{}}

L’aspect le plus innovant de cette recherche réside dans l’utilisation de la lumière structurée classiquement, manipulée pour adopter des configurations spécifiques qui permettent de transporter des informations complexes. Cette technique permet d’effectuer des opérations mathématiques avancées, indispensables aux fonctions des ordinateurs quantiques, comme la multiplication de matrices par des photons, simulant ainsi des calculs quantiques.

Validation et performances exceptionnelles{{}}

Lors des tests, en utilisant notamment l’algorithme de Deutsch-Jozsa, l’ordinateur quantique a démontré des performances qui rivalisent avec celles des systèmes quantiques beaucoup plus coûteux. Cette validation prouve que l’ordinateur peut gérer simultanément plusieurs niveaux d’informations, une capacité potentiellement extensible à des millions de niveaux. Cette caractéristique pourrait transformer radicalement le traitement et l’analyse de données complexes.

Potentiel de transformation et applications futures{{}}

L’accessibilité de cette technologie quantique ouvre de nouvelles avenues pour la recherche et le développement dans des régions jusqu’alors limitées par les coûts prohibitifs des équipements avancés, ouvrant la voie à des ordinateurs quantiques à moins de 1000€ dans quelques années. Les applications potentielles de ces ordinateurs quantiques accessibles vont de la cryptographie avancée à la résolution de problèmes complexes en physique, chimie, et matériaux, sans oublier les implications significatives pour les industries comme la finance et la sécurité nationale.

Une démocratisation sans précédent de l’informatique quantique

Cette avancée représente une démocratisation sans précédent de la technologie quantique, promettant d’étendre son utilisation au-delà des laboratoires de recherche élitistes pour atteindre des institutions dans des régions moins développées. En abaissant les barrières financières et techniques, les chercheurs de Wits University pourraient bien avoir initié une nouvelle ère de l’informatique quantique, rendant ses avantages extraordinaires accessibles à une plus grande partie de l’humanité.

Cet article explore l’impact de la construction d’ordinateurs quantiques à partir de composants ordinaires, soulignant à la fois les défis surmontés et les opportunités futures. Cette innovation pourrait non seulement changer la façon dont les technologies quantiques sont perçues et utilisées mais aussi encourager une nouvelle vague d’innovations à travers le monde.{}

Source : Université du Witwatersrand

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TAGS Informatique quantique

Source : https://www.secret-defense.org/actualites/bientot-un-ordinateur-quantique-a-moins-de-1000-e-une-decouverte-sud-africaine-promet-une-democratisation-sans-precedente-de-cette-technologie-du-futur/

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    Google a franchi une étape spectaculaire : un ordinateur quantique pulvérise 47 ans de calculs en quelques secondes - Par Alexis Breton03 décembre 2024, 14 h 13 min – Document ‘sciencepost.fr’

    ordinateurs quantiquesCrédits : bpawesome/istock

La technologie quantique franchit une nouvelle étape spectaculaire. Google a récemment annoncé une avancée majeure : un ordinateur quantique capable d’effectuer en quelques secondes des calculs que les superordinateurs classiques mettraient 47 ans à résoudre. Cette prouesse technologique ouvre un nouveau chapitre dans l’histoire de l’informatique, avec des implications potentielles pour de nombreux domaines.

Qu’est-ce que l’informatique quantique ?{{}}

L’informatique quantique repose sur les principes de la mécanique quantique, une branche de la physique qui explore les comportements des particules à l’échelle subatomique. Contrairement aux ordinateurs traditionnels, qui fonctionnent avec des bits pouvant être soit 0 soit 1, les ordinateurs quantiques utilisent des qubits. Grâce au phénomène de superposition, un qubit peut exister simultanément dans plusieurs états, augmentant de manière exponentielle la capacité de calcul.

Un autre principe fondamental de cette technologie est l’intrication. Deux qubits intriqués partagent un lien si profond que l’état de l’un influe immédiatement sur l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Ces propriétés permettent aux ordinateurs quantiques de traiter des problèmes complexes que les machines traditionnelles peinent à résoudre.

Les capacités révolutionnaires de Sycamore{{}}

Google a présenté son dernier processeur quantique, Sycamore, doté de 70 qubits. Cette mise à jour représente un bond considérable par rapport à son précédent modèle de 53 qubits. Avec une capacité multipliée par plus de 241 millions, ce processeur atteint une puissance de calcul jamais vue.

Un exemple frappant ? L’ordinateur quantique de Google peut effectuer en quelques secondes des calculs qui nécessiteraient des décennies sur Frontier, le superordinateur classique le plus rapide à ce jour, basé dans le Tennessee.

Une révolution pour la recherche scientifique{{}}

Grâce à cette puissance, les chercheurs pourront aborder des problématiques complexes, comme :

  • La découverte de nouveaux médicaments : en simulant des interactions moléculaires impossibles à modéliser avec des ordinateurs classiques.
  • La résolution de problèmes environnementaux : en modélisant des systèmes climatiques complexes pour prédire et atténuer les effets du changement climatique.
  • L’optimisation industrielle : en calculant des solutions optimales pour des réseaux logistiques, énergétiques, ou financiers.

    ordinateurs quantiques modulairesCrédits : Sharamand/istock

Les défis de l’informatique quantique{{}}

Malgré ses promesses, cette technologie n’est pas exempte de défis. Les qubits sont extrêmement sensibles aux perturbations environnementales, un phénomène appelé décohérence. Cela rend leur manipulation complexe et limite la durée pendant laquelle ils peuvent effectuer des calculs fiables.

Un autre obstacle majeur est la correction d’erreurs. Contrairement aux bits classiques, les qubits sont sujets à des erreurs fréquentes. Développer des méthodes de correction efficaces reste une priorité pour rendre ces machines véritablement opérationnelles.

Une menace pour la cybersécurité{{}}

Les ordinateurs quantiques représentent également un risque pour les systèmes de cryptage actuels. Ils pourraient théoriquement casser des clés de chiffrement en un temps record, mettant en danger la sécurité des données sensibles. Paradoxalement, la même technologie pourrait ouvrir la voie à des méthodes de cryptage plus robustes, comme la cryptographie quantique.

Vers une suprématie quantique{{}}

Google affirme avoir atteint une étape appelée suprématie quantique, où un ordinateur quantique dépasse les capacités des superordinateurs classiques. Cette déclaration suscite des débats dans la communauté scientifique. Pourtant, des experts comme Steve Brierley, PDG de Riverlane, considèrent cette avancée comme un tournant décisif.

D’autres, comme le professeur Winfried Hensinger de l’Université du Sussex, soulignent que des progrès importants restent à faire, notamment dans la réduction des erreurs et l’allongement de la cohérence quantique.

Perspectives d’avenir{{}}

Le domaine de l’informatique quantique est en pleine effervescence. Des géants technologiques tels qu’IBM, Microsoft et Google, ainsi que de nombreuses startups, investissent massivement dans cette course. Si les défis actuels sont surmontés, les applications potentielles sont immenses, touchant des secteurs aussi variés que la médecine, l’intelligence artificielle et la gestion énergétique.

L’impact à long terme{{}}

Dans un futur proche, l’informatique quantique pourrait révolutionner notre manière d’aborder des problèmes complexes. Cependant, l’adoption à grande échelle dépendra de la capacité à rendre cette technologie accessible, stable et économiquement viable.

Google a ouvert une nouvelle voie en démontrant la puissance des ordinateurs quantiques. Bien que de nombreux défis subsistent, ces machines pourraient bientôt transformer des industries entières et redéfinir les limites de l’innovation scientifique.

Sources :

  • Preskill, J. (2018). Quantum Computing in the NISQ era and beyond.
  • Harrow, A. W., & Montanaro, A. (2017). Quantum Computational Supremacy. Nature Physics.
  • Rapport du TOP500 sur les superordinateurs (2024).
    Magazine de vulgarisation scientifique, Sciencepost vous dévoile chaque jour les dernières découvertes et avancées en terme de sciences et nouvelles technologies.

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Source : https://sciencepost.fr/google-a-franchit-une-etape-spectaculaire-un-ordinateur-quantique-pulverise-47-ans-de-calculs-en-quelques-secondes/

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Et voici un qubit mécanique ! {{}}Publié par Adrien, 07 décembre 2024 à 06:00
Source : Science EN, DE, ES, PT

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Les physiciens de l’ETH Zurich viennent d’ouvrir une nouvelle voie dans le domaine de l’informatique quantique avec une innovation inattendue. Un dispositif capable d’associer des qubits à un oscillateur mécanique vient de voir le jour, défiant les limitations traditionnelles des qubits dits virtuels. Cette avancée pose les bases d’une architecture quantique plus stable et prometteuse.

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Le dispositif est constitué d’une puce en saphir avec un qubit supraconducteur placé au-dessus d’un autre qui fait office d’oscillateur mécanique.
Crédit : Uwe Von Luepke/ETH Zürich

La percée repose sur une structure bien réfléchie. Le dispositif combine deux éléments distincts : un qubit supraconducteur et un résonateur mécanique, tous deux montés sur des puces en saphir. Le résonateur mécanique agit comme un disque piézoélectrique, stabilisant les oscillations grâce à sa robustesse physique, un point crucial face à l’instabilité des qubits classiques.

Un qubit se distingue par sa capacité à exister dans plusieurs états simultanés. Ici, les chercheurs ont développé une membrane semblable à une peau de tambour. Cette membrane peut maintenir l’information dans trois états : un état stationnaire, un état vibrant ou une superposition des deux. Cet assemblage permet une conservation plus durable de l’information.

Les qubits traditionnels, souvent basés sur des champs électromagnétiques, sont éphémères, disparaissant en une fraction de seconde. Ce nouveau qubit mécanique dépasse cette limitation en proposant des temps de cohérence bien plus longs. Cela a été rendu possible grâce à un matériau supraconducteur soigneusement sélectionné, couplé à une technique de fabrication innovante.

Lors des tests, les performances de ce qubit mécanique se sont avérées supérieures à celles des qubits hybrides ou virtuels. Les chercheurs notent que les temps de cohérence dépendent fortement des matériaux employés, un paramètre qu’ils espèrent encore améliorer dans des études futures.

https://static.techno-science.net/illustration/Source/PO/2024/12/03/physicists-create-the.jpg
Illustration des mesures d’interaction résonnante et des états vibratoires associés.
Crédit : Science (2024). DOI : 10.1126/science.adr2464

Ces travaux ouvrent aussi des perspectives en matière de calcul quantique fonctionnel. L’équipe projette de tester leurs qubits avec des portes quantiques afin d’évaluer leur efficacité dans des architectures complexes. Une meilleure compréhension des interactions entre ces composants pourrait accélérer le développement d’ordinateurs quantiques réellement opérationnels.

Cette approche représente une avancée importante, tant sur le plan théorique que technologique. Les dispositifs utilisant des propriétés mécaniques pourraient bientôt surpasser leurs homologues virtuels, ouvrant la voie à des ordinateurs quantiques plus fiables et puissants.

Qu’est-ce qu’un qubit ?{{}}

Un qubit, ou bit quantique, est l’unité de base de l’information dans un ordinateur quantique. Contrairement au bit classique qui peut être soit 0, soit 1, un qubit peut exister dans une superposition des deux états simultanément.

Cette superposition est possible grâce aux principes de la mécanique quantique, notamment le principe de superposition. Cela permet aux qubits de traiter et stocker beaucoup plus d’informations qu’un bit classique.

Les qubits sont généralement réalisés à partir de particules subatomiques, comme les électrons ou les photons, ou via des systèmes artificiels comme les circuits supraconducteurs.

En combinant plusieurs qubits, les ordinateurs quantiques peuvent résoudre des problèmes complexes bien plus rapidement que les ordinateurs traditionnels, ouvrant de nouvelles perspectives en cryptographie, chimie et intelligence artificielle.

Contrôle d’un qubit volant dans le graphène

Informatique quantique : enfin des qubits industrialisables

Nouveau Qubit Andreev : un pas de géant pour l’ordinateur quantique

Première intrication entre un photon et un qubit de spin de trou dans le silicium

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Source : https://www.techno-science.net/actualite/voici-qubit-mecanique-N26131.html

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    Google dévoile Willow, sa puce quantique surpuissante : 10 septillions d’années de calcul réduites à 5 minutes - 09 décembre 2024 à 20:02 – Yannick Guerrini - Document ‘01net.com’
    [Un septillion est l’entier naturel qui vaut 10⁴² ou 1 000 000⁷, soit mille sextilliards. Mille septillions est égal à un septilliard… -  Wikipédia

Ordinateur Quantique Willow Google

Le processeur quantique Willow dans les laboratoires de Google © Google

Google vient de présenter Willow, le premier processeur quantique où les qubits corrigés deviennent exponentiellement meilleurs à mesure qu’ils grossissent. De quoi pulvériser tous les records de calcul face à des supercalculateurs traditionnels dépassés…

Google, l’un des acteurs majeurs de la recherche en matière d’informatique quantique, vient de dévoiler sa nouvelle puce baptisée Willow. Composée de 105 qubits, cette puce supraconductrice présente des performances inédites et serait capable de réduire les erreurs de manière exponentielle, résolvant l’un des plus importants écueils rencontrés par l’informatique quantique. De quoi véritablement ouvrir la voie à une ère nouvelle, même si le chemin à parcourir reste encore long.

Qubit et erreurs quantiques : de quoi parle-t-on ?{{}}

Un qubit, contraction de “quantum bit” (ou “bit quantique”), est l’unité fondamentale de l’information quantique. Contrairement à un bit classique, qui ne peut prendre que les valeurs 0 ou 1, un qubit peut se trouver dans une superposition de ces deux états. Cette propriété unique permet aux ordinateurs quantiques d’explorer simultanément un nombre exponentiel de possibilités, ouvrant la voie à des capacités de calcul sans précédent.

Hélas, les qubits sont des systèmes extrêmement fragiles et sensibles aux perturbations de leur environnement. Les erreurs quantiques, telles que les erreurs de bit-flip (bascule d’un qubit d’un état à un autre), de phase-flip (modification de la phase relative entre deux états d’un qubit), de fuite (erreurs de contrôle ou de mesure rendant le qubit inutilisable) ou encre de décohérence (perte d’information quantique au fil du temps), peuvent survenir et altérer l’information stockée dans les qubits, compromettant la fiabilité des calculs.

Willow : un pas de géant dans la correction d’erreurs{{}}

La véritable force de Willow réside justement dans sa capacité à mettre en œuvre une correction d’erreurs quantiques de manière efficace. La technique utilisée, théorisée depuis près de 30 ans, vise à protéger l’information quantique en regroupant les qubits physiques en réseaux appelés “codes de surface”. Chaque code de surface utilise un réseau carré de qubits pour former un qubit logique plus robuste. La théorie prévoit que : plus le code de surface est grand, plus le qubit logique est protégé et plus les performances s’améliorent.

Google Willow Code De Surface

Des qubits logiques de tailles croissantes © Google

Cependant, augmenter la taille du réseau implique également d’accroître les possibilités d’erreurs. Willow marque une rupture en démontrant une suppression exponentielle des erreurs avec l’augmentation de la taille du code de surface. Autrement dit, chaque fois que la taille du réseau est augmentée, le taux d’erreur encodé est divisé. Ces résultats confirment les prédictions théoriques et prouvent que la correction d’erreurs quantiques est bel et bien possible. Willow devient ainsi le premier prototype de qubit logique évolutif réellement convaincant, capable de dépasser les limitations de ses composants physiques.

Des performances stupéfiantes face aux supercalculateurs classiques{{}}

Pour évaluer les performances de Willow, Google a utilisé un benchmark standard baptisé RCS (Random Circuit Sampling, ou “échantillonnage de circuits aléatoires”). Il consiste à exécuter des circuits quantiques aléatoires, composés de portes quantiques appliquées dans un ordre arbitraire, sur un processeur quantique. Le processeur produit ensuite une série de résultats, correspondant aux mesures des qubits à la sortie du circuit. La difficulté pour les ordinateurs classiques réside dans la simulation de ces circuits aléatoires et la reproduction de la distribution de probabilité des résultats de mesure.

Considéré comme l’un des plus difficiles pour les ordinateurs classiques, ce test permet de comparer efficacement les capacités des ordinateurs quantiques à celles des supercalculateurs. Et les résultats obtenus par Willow sont prodigieux : la puce a réalisé en moins de cinq minutes un calcul qui prendrait 10 septillions d’années (c’est-à-dire 1025 ans, soit un 1 suivi de 25 zéros) à l’un des supercalculateurs actuels les plus puissants. Ce chiffre, qui dépasse largement l’âge de l’univers, illustre de manière spectaculaire le potentiel de l’informatique quantique.

Willow se positionne comme la puce la plus performante à ce jour, tant en termes de correction d’erreurs que de performance au benchmark RCS. Les temps de cohérence, qui mesurent la durée pendant laquelle les qubits peuvent conserver leur état quantique, ont également été considérablement améliorés, atteignant près de 100 microsecondes. Ces performances confirment que l’informatique quantique entre dans une nouvelle ère, avec des capacités de calcul inaccessibles aux machines traditionnelles et à l’informatique “binaire”.

Vers des applications concrètes de l’informatique quantique ?{{}}

Malgré ces avancées, le chemin vers des applications quantiques concrètes reste long. Le prochain défi pour le domaine est de démontrer un premier calcul utile sur les puces quantiques actuelles, pertinent pour une application réelle. Jusqu’à présent, les expériences se sont concentrées sur des benchmarks comme le RCS, qui mesurent la performance synthétique par rapport aux ordinateurs classiques mais n’ont pas d’applications pratiques connues, ou sur des simulations de systèmes quantiques scientifiquement intéressantes mais qui restent réalisables en un temps raisonnable sur des ordinateurs classiques.

L’objectif est désormais de combiner ces deux aspects : réaliser des algorithmes inaccessibles aux ordinateurs classiques tout en étant utiles pour des problèmes concrets. Google est optimiste quant à la capacité de la génération de puces Willow à atteindre cet objectif. L’entreprise encourage d’ailleurs la collaboration et l’innovation en mettant à disposition des chercheurs, des ingénieurs et des développeurs ses logiciels open source et ses ressources éducatives.

Source : Google Quantum AI

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Google informatique quantique Ordinateur quantique - Source : https://www.01net.com/actualites/google-devoile-willow-puce-quantique-surpuissante-10-septillions-annees-calcul-reduites-5-minutes.html

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    Les Etats-Unis franchissent un cap historique avec cette technologie quantique qui bat un nouveau record mondial et qui pourrait être la clé de la technologie de demain - Rédaction : Saïd Laribi - Date : 10 décembre 2024 à 15h04 – Diffusé par ‘mobeez.fr’
    Quantum Leap : Un nouveau record d’intrication pour une informatique d’avant-garde {{}}

Dans un développement époustouflant pour l’informatique quantique, une équipe de chercheurs vient de franchir une étape cruciale en établissant un record mondial d’intrication de qubits logiques. Ce progrès promet de rapprocher les ordinateurs quantiques fiables de notre réalité quotidienne, révolutionnant potentiellement tout, de la chimie à la science des matériaux.

Un bond en avant pour l’intrication quantique{{}}

Des scientifiques ont réussi à entrelacer 24 qubits logiques, marquant le nombre le plus élevé jamais atteint. Ces qubits logiques, qui sont des bits quantiques de basse erreur créés par l’association de plusieurs qubits physiques, sont essentiels pour le développement d’ordinateurs quantiques plus grands et résistants aux erreurs.

Qubits logiques : vers une meilleure correction d’erreur{{}}

Le succès de l’entrelacement de ces 24 qubits logiques démontre également que la correction d’erreur peut être maintenue même lorsque le nombre de qubits augmente. Cette avancée est vitale pour les futurs systèmes quantiques qui devront être à la fois plus grands et plus tolérants aux fautes.

Défis de la mécanique quantique{{}}

Contrairement aux bits traditionnels des ordinateurs classiques qui opèrent selon des états binaires, les qubits fonctionnent selon les principes de la mécanique quantique, permettant des états de superposition où ils peuvent exister simultanément sous plusieurs états. Cette caractéristique rend leur mesure extrêmement délicate et soulève d’importants défis techniques.

La cohérence et l’intrication, clés de la puissance quantique{{}}

La cohérence, qui est la durée pendant laquelle les qubits conservent l’état nécessaire pour effectuer des calculs quantiques, est généralement très brève et peut être perturbée par de minimes facteurs environnementaux. Une perte de cohérence entraîne souvent une perte d’intrication, ce qui compromet la capacité des ordinateurs quantiques à réaliser des calculs précis.

Le rôle crucial des qubits logiques{{}}

Les qubits logiques sont conçus pour surmonter la fragilité des qubits physiques. En encodant l’information quantique sur plusieurs qubits physiques, ils forment un système de correction d’erreur qui permet de détecter et de corriger les défaillances d’un qubit sans compromettre l’intégralité du système.

Une technologie en plein essor{{}}

Pour atteindre ce record, les chercheurs ont utilisé le processeur quantique à atomes neutres d’Atom Computing, qui manipule et stocke les informations quantiques en manipulant des atomes individuels avec des lasers, et le système de virtualisation de qubits de Microsoft, qui aide à gérer et à stabiliser les qubits en détectant et en corrigeant les erreurs en temps réel.

Vers des systèmes quantiques évolutifs et tolérants aux fautes{{}}

Ce record n’est pas seulement un nombre : il représente une étape clé vers la création de systèmes quantiques évolutifs et tolérants aux fautes. Les chercheurs soulignent que cette capacité d’entrelacer autant de qubits logiques est fondamentale pour résoudre des problèmes computationnels complexes qui dépassent les capacités des ordinateurs classiques.

Applications futures et avancées technologiques{{}}

En combinant les qubits de pointe d’Atom avec le système de virtualisation de qubits de Microsoft, cette technologie promet de faire avancer rapidement de multiples domaines, y compris la chimie et la science des matériaux. Ces avancées ouvrent des perspectives nouvelles pour l’application pratique de l’informatique quantique dans le commerce et la recherche.

Cet article explore l’avancée significative dans le domaine de l’informatique quantique avec le record d’intrication de qubits logiques. Cette réalisation n’est pas seulement une prouesse technique ; elle signale un tournant potentiel vers des ordinateurs quantiques fiables, capables de traiter des informations à une vitesse et avec une précision que les ordinateurs classiques ne peuvent égaler.

Source : Atom Computing

Tags HIGH TECH

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[EN VIDÉO] Tout est quantique : comment fonctionne la quantification de l’énergie ? Le monde quantique est surprenant. À cette échelle, les particules n’ont droit qu’à certains niveaux...

L’annonce de la nouvelle de la puce quantique Willow de Google a attiré l’attention d’Elon Musk. L’homme a échangé avec le patron de Google au sujet d’ordinateurs quantiques dans l’espace et le développement de l’énergie solaire.

Des ordinateurs quantiques dans l’espace ? Cette idée folle pourrait un jour devenir réalité à en croire un échange entre Sundar Pichai, le P.-D.G. de Google, et Elon Musk. Sundar Pichai a annoncé Google Willow sur X (anciennement Twitter), une nouvelle puce quantique qui a réussi à faire en cinq minutes un calcul qui nécessiterait 10²⁵ années avec un supercalculateur classique.

Selon Google, Willow pourra « profiter à la société en faisant progresser la découverte scientifique  » et « s’attaquer à certains des plus grands défis de la société ». L’annonce va même plus loin, en affirmant qu’un tel exploit « accrédite l’idée que l’informatique quantique se produit dans de nombreux univers parallèles, conformément à l’idée que nous vivons dans un multivers ». Rien que cela. La nouvelle n’a pas échappé à Elon Musk, le patron de X, qui a répondu simplement « Wow ».

Utiliser le lanceur Starship de SpaceX pour mettre des ordinateurs quantiques dans l’espace{{}}

Les deux hommes ont eu un bref échange. Sundar Pichai a suggéré à Elon Musk d’utiliser son lanceur spatial super-lourd Starship pour placer des ordinateurs quantiques dans l’espace. Elon Musk lui a alors répondu que « cela arrivera probablement ». Le milliardaire a ensuite fait référence à l’échelle de Kardashev, comme il l’a déjà fait par le passé. Selon lui, nous n’en sommes qu’à 5 % d’une civilisation de type I, autrement dit nous n’utilisons que 5 % de toute l’énergie solaire disponible sur Terre. Il suggère d’installer des panneaux solaires dans les déserts pour atteindre 30 %. Mais pour lui, toute civilisation qui se respecte devrait au moins devenir une civilisation de type II, autrement dit utiliser toute l’énergie émise par le soleil, par exemple avec une sphère de Dyson.

Si cet échange pourrait paraître anecdotique venant d’autres personnes, s’agissant de deux des hommes les plus puissants du monde, cela pourrait traduire leur vision à long terme : le développement de l’énergie solaire à une échelle bien plus grande et la construction d’installations dans l’espace. Ce sont deux objectifs que ces deux milliardaires ont les moyens de poursuivre.

Source : https://www.futura-sciences.com/tech/actualites/technologie-ordinateurs-quantiques-echange-defie-imagination-elon-musk-sundar-pichai-apres-annonce-google-118160/

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Willow de Google accrédite la thèse du multiversCrédit photo © Reuters

(Boursier.com) — Alphabet s’est envolé hier de 5,7% à Wall Street, suite à la présentation par Google d’une nouvelle puce informatique quantique répondant au nom de Willow. Le groupe affirme que cette puce est à la pointe de la technologie et représente des gains significatifs dans le domaine de l’informatique quantique. Google indique que la nouvelle puce prendrait cinq minutes pour résoudre un problème qui prendrait actuellement ’dix septillions’ (10 puissance 25) d’années aux superordinateurs les plus rapides du monde.

La puce est le dernier développement du groupe dans l’informatique quantique, qui tente d’utiliser les principes de la physique des particules pour créer un nouveau type d’ordinateur d’une puissance ahurissante. Google affirme donc que Willow intègre des percées clés et ouvre la voie à un ordinateur quantique utile à grande échelle.

Selon un post de blog d’Hartmut Neven, fondateur et leader de Google Quantum AI, ’notre nouvelle puce démontre une correction d’erreurs et des performances qui ouvrent la voie à un ordinateur quantique utile à grande échelle’. Ainsi, Willow ’relève un défi clé dans la correction des erreurs quantiques que le domaine poursuit depuis près de 30 ans’. Neven ajoute que ’la puce Willow constitue une étape majeure dans un voyage qui a commencé il y a plus de 10 ans. Lorsque j’ai fondé Google Quantum AI en 2012, l’objectif était de construire un ordinateur quantique utile à grande échelle, capable d’exploiter la mécanique quantique - ’système d’exploitation’ de la nature tel que nous le connaissons aujourd’hui - au profit de la société en faisant progresser la découverte scientifique, en développant des applications utiles et en relevant certains des plus grands défis de la société. Dans le cadre de la recherche Google, notre équipe a tracé une feuille de route à long terme, et Willow nous fait progresser de manière significative sur cette voie vers des applications commercialement pertinentes’.

Dans ’Nature’, Google Quantum Ai a publié des résultats montrant que ’plus nous utilisons de qubits dans Willow, plus nous réduisons les erreurs et plus le système devient quantique’. C’est ainsi ’un signe fort que de très grands ordinateurs quantiques utiles peuvent effectivement être construits. Willow nous rapproche de l’exécution d’algorithmes pratiques et commercialement pertinents qui ne peuvent pas être répliqués sur des ordinateurs conventionnels’, se félicite Neven.

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Comptage

Pour mesurer les performances de Willow, Google Quantum AI a utilisé le test d’échantillonnage de circuit aléatoire (RCS), ’classiquement le benchmark le plus difficile qui puisse être réalisé sur un ordinateur quantique aujourd’hui’. ’Vous pouvez considérer cela comme un point d’entrée pour l’informatique quantique : il vérifie si un ordinateur quantique fait quelque chose qui ne pourrait pas être fait sur un ordinateur classique. Toute équipe construisant un ordinateur quantique doit d’abord vérifier s’il peut battre les ordinateurs classiques sur RCS, sinon, il y a des raisons sérieuses d’être sceptique quant à sa capacité à s’attaquer à des tâches quantiques plus complexes. Nous avons systématiquement utilisé cette référence pour évaluer les progrès d’une génération de puces à la suivante...’, détaille encore Neven, selon lequel ’les performances de Willow sur ce benchmark sont étonnantes : il a effectué un calcul en moins de cinq minutes qui prendrait 10 septillions d’années à l’un des superordinateurs les plus rapides d’aujourd’hui’.

’Si vous voulez l’écrire, cela fait 10 000 000 000 000 000 000 000 000 d’années. Ce nombre ahurissant dépasse les échelles de temps connues en physique et dépasse largement l’âge de l’univers. Cela donne du crédit à l’idée selon laquelle le calcul quantique se produit dans de nombreux univers parallèles, conformément à l’idée selon laquelle nous vivons dans un multivers, une prédiction faite pour la première fois par David Deutsch’, s’émerveille Hartmut Neven.

©2024 Boursier.com

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Chat du Cheshire

Chat du Cheshire posté aujourd’hui à 14h20

Plutôt sympa

Warren Bouffi

Warren Bouffi posté aujourd’hui à 14h21

ça va on le savait déjà

Utilisateur32097

Utilisateur32097 posté aujourd’hui à 14h22

Très sympa même

Pepitorman

Pepitorman posté aujourd’hui à 14h24

projette moi dans l’univers ou macron n’existe pas svp

Utilisateur32097

Utilisateur32097 posté aujourd’hui à 14h24

si tu peux prendre bellogrocon avec toi aussi

Utilisateur2869556

Utilisateur2869556 posté aujourd’hui à 15h01

Suffit d’aller dans le pays de vos rêves ! un billet sans retour pour moscou et l’ouvrière russe n’entendra plus parler de macron !

Nikola S.

Nikola S. posté aujourd’hui à 16h35

Tout ça pour prédire la météo a 10 jours plutôt que 5 !?! La bêtise quantique xxl est déjà parmi nous regardless

patrickus2

patrickus2 posté aujourd’hui à 16h55

Le fait que ces calcul peuvent se faire en paralléle prouverai l’existence d’univers parallèle ? Il faut qu’on m’explique.

En tous les , e fait que Macron fasse les choses ’en même temps’ a fait entrer la France dans un univers paralytique.

Nikola S.

Nikola S. posté aujourd’hui à 18h00

Lol +1 Patrick

Bear.

Bear. posté aujourd’hui à 18h05

Arg. 1 : Plassalle = le parallèle de Plappropre, le bipède.

Arg. 2 (le corollaire) : Pla + Pla = le parallèle et bipède.

Arg. 3 : Bipède a deux pieds : Warren et Pat (qui coche toutes les cases).

Donc : Pat, à qui est-ce ? Eh bien, Pat dépêche. (Pat hâte.)
Aussi, Pat à deux pieds = Pat à demain.

A demain, Pat !...

(Morale : Pat = Plappropre. Mais cela, on le savait déjà !... ...)

Bear.

Bear. posté aujourd’hui à 18h14

.........

patrickus2

patrickus2 posté aujourd’hui à 18h19

Humph !...

Bear.

Bear. posté aujourd’hui à 18h20

Je ne te le fais pas dire... ...

patrickus2

patrickus2 posté aujourd’hui à 18h21

Bravo pour vos efforts pour animer ce forum !
Voyance 2025 par mail

Bear.

Bear. posté aujourd’hui à 18h24

CQFD. ......

Warren Bouffi

Warren Bouffi posté cette nuit à 22h22

Imparable, Guilcher

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Source : https://www.boursier.com/actions/actualites/news/willow-de-google-accredite-la-these-du-multivers-945946.html

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    Google n’est pas le seul à battre les ordinateurs quantiques à plate couture, cette IA [Dimon passée sous les radars] se démarque par une approche plus scientifique - Par Guillaume Aigron - 11/12/2024 – Document ‘secret-defense.org’

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DIMON, L’IA révolutionnaire qui surpasse les superordinateurs quantiques.{{}}

Si Google vient de défrayer la chronique avec l’annonce d’une IA qui met5 min à faire un un calcul que les superordinateurs mettent 10 000 000 000 000 000 000 000 000 d’années à faire, il en existe d’autres toutes aussi puissantes qui viennent de faire leur preuve dans des secteurs spécifiques. Les ingénieurs et les médecins s’appuient depuis longtemps sur les équations différentielles partielles pour concevoir des voitures plus sûres, des vaisseaux spatiaux plus résilients et pour prédire avec précision les problèmes cardiaques. Cependant, résoudre ces équations complexes peut prendre des jours, voire des semaines, en particulier pour des formes complexes. Aujourd’hui, une équipe de l’Université Johns Hopkins a développé une nouvelle IA, appelée DIMON, qui résout ces équations des milliers de fois plus rapidement que les superordinateurs traditionnels.

Le potentiel de DIMON : Une avancée majeure en ingénierie et médecine{{}}

DIMON, acronyme de ‘Diffeomorphic Mapping Operator Learning’, est un cadre d’IA conçu pour accélérer significativement la résolution de problèmes mathématiques et scientifiques complexes. Testé sur plus de 1.000 modèles informatiques de cœurs de patients réels, DIMON a prédit avec précision les voies des signaux électriques dans diverses structures cardiaques, démontrant ainsi un potentiel immense pour diverses applications d’ingénierie, y compris le diagnostic médical.

Révolution dans le diagnostic des maladies cardiaques{{}}

Utilisant des modèles jumeaux numériques du cœur, les chercheurs peuvent désormais prédire le risque de conditions potentiellement mortelles comme les arythmies cardiaques et suggérer des traitements appropriés. Cette technologie permet de réduire le temps de calcul de plusieurs heures à seulement 30 secondes, rendant les prédictions de maladies cardiaques pratiques pour une utilisation clinique quotidienne.

Applications diversifiées{{}}

L’IA DIMON prédit le comportement des systèmes physiques dans différentes formes et apprend des motifs pour prédire des facteurs tels que la chaleur, le stress et le mouvement. Elle est donc particulièrement adaptée pour des tâches comme l’optimisation de conception et la modélisation spécifique à une forme. Pour chaque problème, DIMON résout d’abord les équations sur une forme unique puis cartographie la solution sur de multiples nouvelles formes.

Implications pour l’ingénierie et d’autres secteurs{{}}

DIMON pourrait transformer divers domaines tels que l’aérospatiale, l’automobile et le génie civil. En accélérant les simulations, les ingénieurs peuvent concevoir des produits plus sûrs et plus efficaces. Cette plateforme montre qu’elle peut fonctionner sur n’importe quel problème, dans n’importe quel domaine de la science ou de l’ingénierie, pour résoudre des équations différentielles partielles sur plusieurs géométries.

Cet article explore le développement de DIMON, une IA innovante qui promet de révolutionner la manière dont les problèmes mathématiques et scientifiques complexes sont résolus. Capable de traiter des équations différentielles partielles des milliers de fois plus rapidement que les superordinateurs, DIMON ouvre des nouvelles perspectives pour l’ingénierie et la médecine, permettant des avancées significatives dans la conception de produits et le diagnostic médical.{}

Source : https://www.eurekalert.org/news-releases/1067233

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TAGS : Informatique quantique

Guillaume Aigron

Guillaume Aigron - Très curieux et tourné vers l’économie, la science et les nouvelles technologies, (particulièrement ce qui touche à l’énergie et les entreprises françaises) je vous propose de vous faire profiter de cette passion à travers des articles d’actualité.

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Contactez-nous : contact@s1yjik1xi8.onrocket.site

Source : https://www.secret-defense.org/actualites/dimon-lia-revolutionnaire-qui-surpasse-les-superordinateurs/

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Collecte de documents et agencement, traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 12/12/2024

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