IBM relierait d'ici 2027 deux puces de 520 qubits au lieu de neuf puces de 120

On a coutume de commenter l'informatique quantique à travers de grandes promesses, mais ce qu'il y a de plus utile dans ce genre d'annonces, c'est ce que l'entreprise modifie discrètement dans son plan. Lors de la Quantum Developer's Conference, IBM a mis à jour sa feuille de route, et le changement principal ressemble à un virage de la stratégie de passage à l'échelle : au lieu de multiplier les petites puces, l'entreprise parie sur un nombre réduit de grandes puces.

Ce qui change dans le plan

IBM mène deux pistes en parallèle. La première est technique : l'entreprise met au point des technologies pour de futures machines à correction d'erreurs, dont une grande partie serait inutile hors de ce contexte. La seconde est publique : ce sont les processeurs Nighthawk, sur lesquels chercheurs et développeurs peuvent dès aujourd'hui tester leurs algorithmes.

C'est précisément dans la piste publique que le changement est intervenu. L'ancienne feuille de route promettait un système de 1 080 qubits assemblé à partir de neuf puces de 120 qubits. IBM prévoit désormais une machine de 1 040 qubits composée de deux puces Nighthawk r3 de 520 qubits programmables. Le chiffre est presque le même, mais le chemin est différent.

Il y a aussi un signal négatif. Le plan précédent prévoyait que dès 2026, trois puces Nighthawk seraient reliées pour former une machine de 360 qubits. Cela ne s'est pas produit : l'actuel Nighthawk r2, sorti en septembre, est commercialisé comme une puce unique. Les journalistes d'Ars Technica écrivent explicitement que cela pourrait trahir des difficultés de liaison entre puces. Les représentants d'IBM, eux, ne se sont pas plaints de problèmes.

Pourquoi des qubits « supplémentaires » dans la puce

La principale nouveauté technique concerne le r2. Pour chaque qubit programmable, un qubit physique supplémentaire a été ajouté, qui ne participe pas aux calculs. Sa tâche : prélever rapidement l'énergie du qubit de travail et le ramener à son état initial. C'est pourquoi la puce compte 458 qubits physiques, dont seulement 120 sont programmables.

Imaginez une chaîne de production où, après chaque pièce, la machine doit être longuement remise en état. La réinitialisation matérielle supprime cette pause. IBM annonce une accélération de certaines opérations jusqu'à 19 fois. Tous les circuits ne bénéficient pas d'un tel gain, mais pour ceux qui exigent de fréquentes réinitialisations, la différence est substantielle.

Selon l'estimation d'Ars Technica, le r3, à proportions égales, pourrait compter environ 2 000 éléments assimilables à des qubits. C'est environ deux fois plus que le plus grand processeur d'IBM à ce jour.

L'assemblage des puces : ce qui existe déjà

Le principal risque du plan réside dans la connexion des puces entre elles. D'après Oliver Dial, d'IBM, quatre liaisons L entre deux processeurs Nighthawk r1 dans un même cryostat ont déjà démontré une fidélité de transfert d'état allant jusqu'à 99,4 %. L'objectif à long terme est de 99,9 %. Jerry Chow, directeur technique d'IBM pour les supercalculateurs centrés sur le quantique, a ajouté que la vitesse d'une telle liaison est comparable à celle des liaisons entre qubits au sein d'une même puce. L'entreprise a déjà présenté son réfrigérateur modulaire pour plusieurs puces.

La correction d'erreurs exige une échelle bien supérieure. IBM compte utiliser environ 300 qubits physiques par bloc de 12 qubits logiques. Une seule puce pourra probablement accueillir un ou deux de ces blocs. Pour atteindre plus de 100 qubits logiques, seuil à partir duquel on peut exécuter des algorithmes intéressants, il faut à la fois agrandir la puce par rapport au r2 et relier au minimum cinq puces de ce type. Selon le calendrier, cela doit être fait d'ici fin 2027.

Que faire de ces informations

Si vous êtes développeur ou product manager et vous intéressez à l'informatique quantique, voici les conclusions pratiques.

• Ne planifiez pas de produit reposant sur des qubits logiques dans les deux prochaines années. Pendant toute l'année 2028, la piste publique d'IBM se compose de révisions de Nighthawk, sans nouvelle génération.
• Tenez compte des limites réelles : pour le r1, il s'agit d'environ 5 000 opérations avant que les erreurs ne deviennent critiques, et le seuil de 10 000 pour la prochaine version reste pour l'instant un objectif et non un fait.
• Surveillez la métrique de liaison entre puces. Si la fidélité de transfert d'état se rapproche de 99,9 %, le calendrier d'assemblage deviendra plus réaliste.

La limite de cette annonce est simple : il s'agit d'une feuille de route, pas d'un résultat. IBM a déjà repoussé une fois les délais de connexion des puces, et il lui est plus facile de répéter ce décalage que de construire la machine. De plus, 2027 promet à la fois une puce plus grande et leur assemblage. Pour l'instant, mieux vaut considérer ces chiffres comme des objectifs annoncés.