Le 20 février dernier, Microsoft annonçait en grande pompe une percée majeure en matière d’informatique quantique. Après 17 années de laborieux travaux, la division Microsoft Research a présenté son nouveau processeur quantique, le Majorana 1.
Ettore Majorana
Le nom de ce processeur a été donné en l’honneur du physicien italien Ettore Majorana (1906 – environ 1959), le premier à avoir énoncé la théorie d’un nouvel état de la matière. Nous reviendrons sur ce sujet un peu plus loin.
Ce processeur permettrait d’embarquer un million de qubits, c’est-à-dire des bits quantiques, chose impensable jusqu’à maintenant.
Petit rappel ici de l’informatique telle que nous la connaissons, le bit est la plus petite unité informatique. Il ne peut avoir que deux états numériques, soit « 0 » ou « 1 » d’où le terme binaire. À ce sujet, permettez-moi de vous rappeler cet article que j’avais rédigé concernant le binaire.
A contrario, le qubit peut avoir l’état « 0 », « 1 », les deux à la fois et toutes les variantes entre ces états. Je comparerais cela à un effet analogique du bit. Bien sûr, il s’agit d’une explication simpliste de ma part, le but étant de nous permettre de nous faire une petite idée de ce que peut représenter l’informatique quantique. En réalité, c’est beaucoup plus complexe que cela.
Les quatre principaux états connus de la matière
Pour en revenir aux percées technologiques ayant permis ce miracle, rappelons les principaux états connus de la matière. Nous avons le solide, le liquide, le gazeux et le plasma. À cela, il faut également compter des états secondaires, comme le cristal liquide et le verre. Maintenant, dans ce que Microsoft annonce comme son plus long projet de recherche, l’entreprise ajoute un nouvel état qu’elle nomme topoconducteur.
Les fondements de Majorana 1
Microsoft a été en mesure de prendre une particule subatomique, nommée la particule Majorana, qui n’avait été que théorisée jusque-là par Ettore Majorana, et non seulement l’observer, mais également de contrôler son comportement grâce à ce nouvel état de la matière.
Ce dernier permet la mise en place d’une nouvelle architecture pour l’informatique quantique permettant de faire grimper le nombre de quelques qubits actuels à un million de qubits sur une seule puce.
Les difficultés de l’informatique quantique
Il existe plusieurs façons de créer des qubits. Toutefois, les recherches avancent laborieusement dans ce domaine dû principalement à la fiabilité des qubits, mais également à la résistance aux « bruits » principalement due au cryostat, soit le froid absolu de l’ordre du degré Kelvin.
La puissance démesurée de cette puce quantique
Dans la recherche de nouvelle matière, la complexité de calcul requise pour chaque électron ajouté est exponentielle. Par exemple;
- Un ordinateur personnel comme le nôtre peut résoudre un problème à 10 électrons.
- Un superordinateur peut résoudre un problème à 20 électrons.
Toutefois, aucun ordinateur classique ne peut résoudre un problème à 30, 40, voire 50 électrons. Bien que ces nombres semblent petits, ce genre de difficulté représente une vie entière en calcul à résoudre.
Pour bien saisir la puissance de ce processeur, imaginons que nous combinions l’ensemble des supercalculateurs et de tous les serveurs disponibles sur la planète entière pour résoudre ces problèmes, ce qui représente une puissance phénoménale en soi, et bien non, nous n’arriverions pas à la puissance de cette simple puce informatique qui pourrait résoudre ces problèmes dans un délai jugé raisonnable par Microsoft. Hallucinant, non ?
Que cela nous réserve-t-il ?
À ce stade, les possibles sont infinis et la seule limitation est notre capacité d’imagination et de création. Certes, la limite n’est plus la technologie, mais plutôt ce que nous pouvons en faire. Voyez-y la création de nouvelles molécules en médecine, la création de nouveaux matériaux de toutes sortes, de la compréhension de l’univers qui nous entoure, des combinaisons possibles de la matière, etc. Je pense que l’infini des possibles s’offre à nous. Chose certaine, votre hôte suivra ses développements avec grand intérêt.
« Quantiquement » vôtre.
Daniel Vinet
J’allais vous fournir une référence à propos du processeur Willow de Google, mais je vous envoie ceci à la place -> https://sciencepost.fr/chine-devoile-puce-quantique-1-quadrillion-de-fois-plus-rapide-que-meilleur-supercalculateur-actuel/
Ces processeurs quantiques mettent en danger la sécurité de nos communications informatiques, mais Microsoft a apparemment trouvé une façon de régler le problème. -> https://techcommunity.microsoft.com/blog/microsoft-security-blog/microsofts-quantum-resistant-cryptography-is-here/4238780
Si la cryptographie vous intéresse, voici -> https://fr.wikipedia.org/wiki/Cryptographie_post-quantique
Super intéressant et bien narré. C’est un sujet qui m’intéresse…On me dit que la programmation de ces ordi représente aussi un défi. Encore une fois merci.
J.P. Bonneau
OUI en effet la programmation est en bonne voie de maitrise par les chercheurs et les étudiants sur les premiers modèles quantique basiques initiaux ! Pour le moment on ne peut que faire de la simulation car les ordis quantiques ne sont vraiment pas fonctionnels ! Les fabricants offrent des outils de programmation comme Python et Qiskit.
Tous les grands de ce monde en quantique dont IBM, Microsoft et Google font face à des grands défis loin d’être résolus. Pour ceux qui expriment leurs craintes sachez que cette technologie quantique risque d’aboutir pour les prochaines générations, pas pour vous !
Tout un chacun annonce des grandes avancées technologiques laissant supposer que le tout est pour un DEMAIN prochain ! Mais on demeure toujours avec le problème de la mise à l’échelle fiable (SCALING) qui mettra des décennies à s’établir dans des ordinateurs quantiques véritables et courants !
Ensuite même les géants technologiques comme IBM et Microsoft ont des défis financiers pour poursuivre les recherches mondialement. Et le problème de la sécurité informatique est la plus grande préoccupation.
En novembre 2024, Microsoft et Atom Computing annonçaient s’apprêter à lancer un ordinateur quantique commercial (sic) en 2025, avec le plus grand nombre de qubits logiques enchevêtrés jamais enregistré, selon Microsoft.
Nouvelles technologies : qubits logiques avec des qubits physiques, des qubits stables, nouvelles topologies, nouveaux matériaux, nouvelles particules, ect…
Il est clair que les géants cherchent le soutien des investisseurs, des politiciens, des hauts dirigeants de corporation se traduisant par de l’argent pour leurs centres de recherches. Pour ceci, on doit susciter des rêves et calmer les craintes.
Les réalisations concrètes et pratiques sont pour plus tard mais les ressources financières sont nécessaires maintenant !
Avec l’évolution climatologique, catastrophes, biologique, sanitaire et politique, la planète risque de sauter bien avant.
Vous pouvez dormir en paix pour un bon moment face à toute crainte sur le quantique !
Impressionnant, c’est certain! Mais je suis ambivalent entre « Fantastique » ou « Cauchemardesque ». L’être humain a toujours été insécure face au changement. Et celui-ci serait « gigantesque ». J’espère que l’esprit de son utilisation demeurera dans ce que tu as énuméré. On dit que la nécessité est la mère de l’invention. Mais je crains d’un autre côté ce que certaines personnes peuvent faire s’ils ont un si énorme avantage technologique. Ma curiosité et mon optimisme l’emportent actuellement sur ma réticence. Peut-être serais-je un éternel naïf …
ATTENTION à la sur simplification … et au marketing des rêves de Microsoft possiblement réalisables éventuellement !
En attendant, la puce MAJORANA 1 a uniquement 8 QUBITS. Le million reste à atteindre… un jour !
Calmons nous pour quelques années ou décennies pour un ordinateur quantique concret pour obtenir les vraies solutions promises aux problèmes qui ne peuvent être solutionnées aujourd’hui !
Mais OUI les chercheurs Microsoft ont de bonnes raisons d’être excités ! Il faut applaudir, encourager et financer ces talentueux chercheurs !
Ils allèguent avoir trouvé un moyen de fabriquer ÉVENTUELLEMENT une puce ALLANT JUSQU’À 1 million de QUBITS en toute stabilité. Ils ont démontrés un saut conceptuel dans la conception de QUBITS.
La percée repose sur l’invention d’un nouveau matériau TOPOCONDUCTEUR conçu pour maintenir un état quantique stable. Une architecture de puce en filament H composée d’arséniure d’indium et d’aluminium, assemblée atome par atome avec une nouvelle particule, un nouveau FERMION nommé Majorana. Ce matériau inaugure un état topologique de la matière, distinct des solides, liquides ou gaz, dans lequel les QUBITS deviennent moins sensibles aux perturbations extérieures.
Tout ceci avec une puce maintenue dans un froid presque absolu dans le fond d’un grand bain cylindrique de la grandeur d’un gros réservoir à eau chaude résidentiel.
À la température de près du 0 degré Kelvin soit près de -273.15 degré Centigrade !
Pour faire PLUS que votre petite TOUR PC il faudra une grande pièce pour l’installation d’un système complet !
Bonjour Robert et merci de ton commentaire. Microsoft n’en est pas à ses premiers essais. Ils ont même dû retirer un papier publié voilà quelques années, qui contenait une erreur. Cette fois, ils ce sont repris. Effectivement, le million n’est pas atteint, mais en bonne voie de l’être avec cette percée de topoconducteur. Nous verrons bien où tout cela nous mène.
Hallucinant? Tout à fait! J’aime l’expression que tu utilises, l’infinie des possibles car elle est évocatrice d’opportunités. Habituellement j’y verrais une bonne nouvelle pour résoudre un très grand nombre des problèmes de l’humanité mais avec ce qui se passe dans le pays de Microsoft, j’ai comme un malaise.
Malaise que cet avancement technologique ne serve pas uniquement au bien-être de l’humanité ou du moins de toute l’humanité.
Enfin l’IA aura très bientôt la puissance de calcul qu’elle aura besoin pour s’épanouir positivement espérons-le.
Bravo pour cet article et merci de nous garder informer sur ce sujet.
Bonjour Sylvain et merci pour ton commentaire, j’apprécie. Effectivement, il faut rester prudent avec les intentions.
Comme je dis souvent, le problème n’est pas la technologie en soi, mais plutôt ce que certains décident d’en faire.
Par exemple, le nucléaire peut soigner, mais il peut aussi détruire. L’informatique est merveilleuse dans nos vies, sauf si elle est utilisée pour nous surveiller et nous contrôler. Il en va de même pour toutes nos belles inventions. À surveiller…