Microsoft dévoilé Sa puce Majorana 1 mercredi, affirmant qu’elle démontre que l’informatique quantique est «des années, pas des décennies» loin de l’application pratique, s’alignant avec des prévisions similaires de Google et IBM concernant les progrès de la technologie informatique.
Microsoft dévoile la puce Majorana 1 pour l’informatique quantique pratique
L’informatique quantique promet d’effectuer des calculs qui prendraient des systèmes classiques des millions d’années, ce qui révolutionne potentiellement des domaines tels que la médecine et la chimie. Cependant, il constitue également une menace pour les systèmes de cybersécurité actuels, en s’appuyant sur le temps prolongé nécessaire aux ordinateurs classiques pour briser les méthodes de cryptage.
Un obstacle significatif dans l’informatique quantique consiste à gérer les qubits, les unités fondamentales des informations quantiques, qui sont rapides mais difficiles à contrôler et sujettes aux erreurs. Microsoft affirme que la puce Majorana 1 est moins sensible aux erreurs par rapport aux concurrents et cite un prochain article dans le journal Nature comme preuve.
Le calendrier pour la disponibilité d’ordinateurs quantiques utiles est soumis à un débat dans l’industrie de la technologie. Le PDG de Nvidia, Jensen Huang, récemment déclaré que la technologie est à deux décennies de dépasser les puces de son entreprise, qui font partie intégrante de l’intelligence artificielle. En revanche, Google a affirmé que les applications commerciales pour l’informatique quantique ne se trouvent que cinq ans à l’avance, tandis que IBM prévoit que les ordinateurs quantiques à grande échelle seront opérationnels d’ici 2033.
Développée sur près de deux décennies, la puce Majorana 1 utilise une particule subatomique connue sous le nom de Majorana Fermion, théorisée dans les années 1930, qui possède des caractéristiques qui pourraient le rendre moins sujet aux erreurs. Microsoft a conçu la puce en utilisant de l’arséniure d’indium et de l’aluminium, utilisant un nanofil supraconducteur pour surveiller les particules, avec un équipement informatique standard pour le contrôle.
Bien que la puce Majorana 1 ait moins de qubits que les offres rivales de Google et IBM, Microsoft pense que ses puces nécessiteront moins de qubits en raison de taux d’erreur plus bas. Aucun calendrier spécifique pour la mise à l’échelle pour créer des ordinateurs quantiques plus puissants n’a été fourni, mais la société soutient que les progrès sont à l’horizon.
Jason Zander, vice-président exécutif de Microsoft, supervisant les initiatives stratégiques à long terme, a décrit Majorana 1 comme une entreprise «à haut risque et à haute récompense» fabriquée dans les laboratoires de Microsoft situés dans l’État de Washington et le Danemark. «La partie la plus difficile a été de résoudre la physique. Il n’y a pas de manuel pour cela, et nous avons dû l’inventer », a déclaré Zander dans une interview avec Reuters.
Le physicien de Harvard Philip Kim, qui n’a pas été impliqué dans la recherche, a qualifié les fermions Majorana comme un sujet important chez les physiciens et considérait le travail de Microsoft comme un «développement passionnant» qui positionne l’entreprise à la pointe de la recherche quantique. Il a noté la nature prometteuse de l’approche hybride de Microsoft qui combine des semi-conducteurs traditionnels et des supraconducteurs exotiques pour des puces potentiellement évolutives.
Les chercheurs de Microsoft ont rapporté avoir créé un nouvel état de matière appelé «qubit topologique», qui pourrait être exploité pour relever des défis mathématiques, scientifiques et technologiques complexes. Ce développement place Microsoft dans un paysage concurrentiel, suggérant une évolution dans des activités technologiques au-delà de l’intelligence artificielle.
La compétition s’est intensifiée en décembre lorsque Google a démontré son ordinateur quantique expérimental terminant un calcul en cinq minutes, ce qui prendrait les supercalculateurs traditionnels 10 septillion pour résoudre. Microsoft a l’intention d’améliorer sa technologie quantique dépassant potentiellement les méthodes de Google en incorporant des qubits topologiques au sein d’une puce qui combine les avantages des semi-conducteurs et superconducteurs classiques.
À des températures extrêmement basses, la puce présente un comportement unique qui, selon Microsoft, permettra des solutions aux défis inaccessibles par les systèmes classiques. La société affirme que sa technologie est moins volatile que les autres technologies quantiques, améliorant la faisabilité de l’utilisation de cette puissance.
Malgré le scepticisme de certains universitaires concernant la faisabilité des progrès de Microsoft, la technologie discutée dans un document de recherche publié dans Nature mercredi propulse les efforts qui pourraient avoir un impact significatif sur les paysages technologiques. Les progrès peuvent avoir des implications plus larges, notamment la capacité de compromettre le cryptage qui garantit la sécurité nationale.
Alors que les États-Unis font progresser l’informatique quantique principalement par le biais de grandes entreprises comme Microsoft, la Chine aurait investi 15,2 milliards de dollars dans la technologie, parallèlement à l’engagement de l’Union européenne de 7,2 milliards de dollars.
L’informatique quantique, enracinée dans des décennies de recherche sur la mécanique quantique, est toujours au stade expérimental. Cependant, les progrès récents de Microsoft, Google et d’autres joueurs pourraient bientôt permettre au domaine de réaliser son potentiel prévu.
Comprendre comment l’informatique quantique diffère de l’informatique traditionnelle consiste à reconnaître que les ordinateurs classiques utilisent des bits pour stocker et traiter les informations sous forme binaire (1 ou 0). En revanche, les ordinateurs quantiques manipulent des qubits, qui peuvent représenter une combinaison de 1 et 0 simultanément. Cette propriété permet à un ordinateur quantique de détenir des quantités d’informations beaucoup plus élevées à mesure que le nombre de qubits augmente.
Alors que de nombreuses entreprises, dont Google, utilisent principalement les supraconducteurs pour créer des qubits en refroidissant les métaux à des températures basse, Microsoft se concentre sur une approche hybride qui fusionne les semi-conducteurs et les supraconducteurs, provenant de principes conceptualisés par le physicien Alexei Kitaev en 1997.
Le projet de Microsoft, qui a commencé au début des années 2000, est son initiative de recherche la plus ancienne, avec un engagement de ses trois PDG, y compris le PDG actuel Satya Nadella. L’entreprise a développé un appareil composé d’arséniure d’indium et d’aluminium; Lorsqu’il est refroidi à environ 400 degrés en dessous de zéro, il affiche des comportements qui peuvent confirmer la viabilité de l’informatique quantique.
Philip Kim décrit La création comme significative, déclarant que les qubits topologiques pourraient faire avancer le champ. Néanmoins, Jason Alicea, professeur de physique théorique, a suggéré qu’il reste une incertitude quant à la réalisation d’un véritable qubit topologique et a appelé à la vérification des affirmations, soulignant que le projet est prometteur pour les progrès futurs de la technologie quantique.
Actuellement, Microsoft a signalé la construction de seulement huit qubits topologiques qui ne sont pas encore calibrés pour des calculs significatifs mais qui sont considérés comme une étape cruciale vers la réalisation de l’informatique quantique plus puissante. Malgré la technologie confrontée à des problèmes d’erreurs, les scientifiques explorent des méthodes pour améliorer la précision et les performances.
Comme Google l’a montré dans ses expériences, l’augmentation du nombre de qubit réduit considérablement les erreurs grâce à des techniques mathématiques avancées, qui peuvent devenir plus efficaces pour Microsoft si les qubits topologiques sont perfectionnés, offrant potentiellement une approche de correction d’erreur moins compliquée.
Bien que les Qubits puissent contenir plusieurs valeurs simultanément, ils sont confrontés au défi de la décohérence lorsque les informations sont récupérées, s’effondrer dans un bit conventionnel. Les chercheurs doivent aborder la façon de maintenir l’intégrité des systèmes à base de qubit pendant le fonctionnement. Microsoft estime que les propriétés uniques des qubits topologiques peuvent résoudre ce défi, où elles resteraient stables lorsque les informations seront accessibles.
Crédit d’image en vedette: Microsoft
