Le processeur à 17 quibits d’Intel. © Intel

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Ordinateur quantique : Intel dévoile une puce supraconductrice à 17 qubits

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Intel vient de présenter un processeur expérimental destiné à l'informatique quantique. Cette puce à 17 qubits a été confiée à son partenaire QuTech qui en évalue les capacités. Le fondeur s'est appuyé sur son savoir-faire industriel pour explorer une nouvelle technique de fabrication.

  • Les qubits sont extrêmement fragiles et ne peuvent fonctionner qu’à des températures extrêmes, aux alentours des 20 millikelvins.
  • Intel a opté pour une technique de fabrication différente de celle employée pour les puces à qubits supraconductrices, laquelle, selon lui, assure une plus grande stabilité de fonctionnement.

Avec les processeurs neuromorphiques, l'ordinateur quantique est l'autre grand axe de recherche pour tenter de créer l'informatique de demain, capable de répondre à la puissance de calcul croissante que réclament, entre autres, l'intelligence artificielle, les big data, la recherche en chimie, en science des matériaux et en modélisation moléculaire. IBM a mis au point deux ordinateurs quantiques de 16 et 17 qubits, Google fait des progrès avec le calculateur D-Wave 2X et Microsoft a récemment dévoilé un langage de programmation dédié à l'informatique quantique qui n'a pour le moment pas de nom. Et pour cause, il s'adresse à des machines qui n'existent pas encore dans le commerce !

Car en effet, malgré les progrès accomplis, nous n'en sommes pas encore au point où l'informatique quantique puisse être exploitable commercialement. Mais on s'en approche un peu plus avec la dernière avancée d'Intel. Le fondeur vient de dévoiler une puce supraconductrice de 17 qubits en s'appuyant sur son expertise en science des matériaux et en production industrielle. Ce processeur expérimental a été confié à la société néerlandaise QuTech avec laquelle Intel collabore pour ses travaux sur l'informatique quantique. QuTech a pour mission d'évaluer les performances de cette puce en lui soumettant divers algorithmes.

Jim Clarke, directeur de la branche matérielle de la recherche quantique d’Intel, montre la puce 17 qubits supraconductrice. © Intel

La technique de la puce retournée

Dans son communiqué, Intel souligne que la principale innovation qu'apporte son processeur concerne le packaging, l'emballage des qubits, ce qui est la clé de leur stabilité. Le fondeur rappelle que les qubits sont très fragiles et ne peuvent fonctionner qu'à des températures extrêmement basses de l'ordre de 20 millikelvins (donc vingt millièmes de degré au-dessus du zéro absolu).

Pour concevoir cette puce supraconductrice, Intel a choisi une variante et adapté la technique dite de la puce retournée (en anglais flip chip) qui met face à face les surfaces pour les soudures. En l'occurrence, un point de soudure est appliqué à chaque plot de liaison, la puce est ensuite retournée à l'envers sur le circuit imprimé et l'on fait fondre la soudure pour la lier. Ce procédé contribue à réduire l'inductance de la connexion.

Cette architecture rend la puce plus stable aux températures évoquées et réduit également les interférences électromagnétiques entre les qubits. Selon Intel, ce processeur peut envoyer et recevoir entre dix et cent fois plus de signaux comparativement à une puce équivalente mais basée sur la technologie du wire bonding où les plots de liaisons au sommet de la puce sont reliés par des fils micrométriques aux broches de connexion, lesquelles sont ensuite soudées au circuit imprimé.

Créer l'architecture qui entoure le processeur quantique

« Notre recherche quantique a progressé au point où notre partenaire QuTech simule des charges de travail avec des algorithmes quantiques et qu'Intel fabrique de nouvelles puces à qubits à un rythme régulier », assure le professeur Michael Mayberry, vice-président corporate et directeur d'Intel Labs.

Par ailleurs, les deux entreprises collaborent sur l'ensemble de la chaîne qui doit mener à l'ordinateur quantique, en travaillent notamment sur les architectures matérielles et logicielles qui doivent assurer le contrôle d'un processeur qubit ainsi que sur de futures applications. Une condition essentielle pour que l'informatique quantique puisse passer du stade la R&D à une utilité concrète.

Interview : en quoi un ordinateur quantique est-il différent ?  Le monde quantique est fascinant : à cette échelle, par exemple, les objets peuvent se trouver simultanément dans plusieurs états. Exploitant ce principe, un ordinateur quantique aurait des possibilités bien plus vastes qu’un modèle classique. Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Claude Aslangul, professeur à l’UPMC, afin qu'il nous explique le fonctionnement de cette étrange machine.