Les ordinateurs quantiques, malgré leur potentiel révolutionnaire, ne peuvent pas fonctionner efficacement sans le soutien des systèmes informatiques classiques conventionnels. Des découvertes récentes de la conférence AQC25 à Boston révèlent que les ordinateurs classiques sont essentiels non seulement pour contrôler et interpréter les calculs quantiques, mais également pour faire progresser le développement même du matériel quantique. Cette dépendance met en évidence une réalité cruciale : l’avenir de l’informatique quantique est inextricablement lié aux progrès continus de l’informatique traditionnelle.
La fragilité des qubits et le besoin de contrôle
Les ordinateurs quantiques fonctionnent à l’aide de qubits, des bits quantiques qui existent dans une superposition d’états, permettant des calculs exponentiellement plus rapides pour certains problèmes. Cependant, les qubits sont incroyablement sensibles au bruit ambiant, ce qui les rend sujets aux erreurs. Le maintien de la stabilité des qubits nécessite un étalonnage, une surveillance et un contrôle précis, qui sont tous actuellement réalisés grâce aux technologies informatiques classiques. Sans ces systèmes classiques, les calculs quantiques deviennent peu fiables et inefficaces.
L’informatique classique comme goulot d’étranglement en termes de performances
Les experts de l’AQC25, dont le scientifique Shane Caldwell de Nvidia, soulignent qu’un ordinateur quantique tolérant aux pannes et capable de résoudre des problèmes du monde réel nécessitera une infrastructure informatique classique à l’échelle pétamétrique, soit l’échelle des superordinateurs les plus puissants au monde. Même lorsqu’un ordinateur quantique fonctionne efficacement, sa sortie doit être décodée à partir des propriétés quantiques dans des formats traditionnels, un processus qui lui-même repose sur des appareils classiques. Pooya Ronagh de 1Qbit a noté que la vitesse des futurs calculs quantiques sera limitée par la vitesse des contrôleurs et décodeurs classiques.
Tirer parti des techniques classiques pour des améliorations quantiques
Les chercheurs appliquent activement des méthodes classiques pour améliorer les performances quantiques. Benjamin Lienhard du Walther-Meissner-Institute a démontré comment les algorithmes d’apprentissage automatique peuvent améliorer l’efficacité de lecture des qubits supraconducteurs. De même, Mark Saffman de l’Université du Wisconsin-Madison utilise des réseaux neuronaux classiques pour affiner la lecture des qubits pour les systèmes basés sur des atomes froids. Cette intégration souligne le fait que l’informatique classique n’est pas seulement un outil d’assistance, mais un moteur actif du progrès quantique.
Le rôle de l’informatique classique dans le développement du matériel quantique
Blake Johnson d’IBM a présenté les décodeurs classiques avancés en cours de développement pour leur superordinateur quantique prévu d’ici 2029. Le système de correction d’erreurs non traditionnel de la société repose fortement sur un décodage efficace. Yonathan Cohen, PDG de Quantum Machines, a expliqué qu’une intégration plus étroite de l’informatique classique avec les unités de traitement quantique (QPU) repoussera les limites des performances des systèmes intégrés. Même des modèles virtuels d’ordinateurs quantiques (des jumeaux numériques) sont développés à l’aide de l’IA, comme l’a démontré Izhar Medalsy de Quantum Elements, pour optimiser la conception matérielle.
Collaboration entre experts quantiques et classiques
La Quantum Scaling Alliance, codirigée par le lauréat du prix Nobel John Martinis, illustre la nécessité d’une collaboration entre les experts quantiques et classiques. L’alliance rassemble des constructeurs de qubits, des sociétés informatiques classiques comme Hewlett Packard Enterprise et des spécialistes de la simulation de matériaux tels que Synopsys.
Le message de la conférence AQC25 est clair : les progrès de l’informatique quantique dépendent d’une base solide en informatique classique. Les experts qui ont consacré leur carrière aux systèmes traditionnels jouent désormais un rôle essentiel pour rendre la technologie quantique viable.
