L'exécution d'algorithmes quantiques dans le cloud est devenue beaucoup plus rapide

Simon Landrein

Les ordinateurs quantiques pourraient un jour effectuer des calculs au-delà de la portée même du superordinateur classique le plus puissant, mais pour l'instant, la construction et la maintenance de ces machines restent extrêmement coûteuses et difficiles.

Ainsi, au cours des dernières années, l'industrie naissante a commencé à mettre certaines des relativement rares machines quantiques existantes à la disposition des chercheurs et des entreprises via le cloud informatique.

Une startup appelée Rigetti Computing vient de dévoiler un nouveau Quantum Cloud Service (QCS) qui s'appuie sur son offre existante, qui comprend Forest, une boîte à outils logicielle pour la programmation quantique dans le cloud. Il y a un prix d'un million de dollars pour la première personne ou équipe utilisant QCS pour démontrer qu'une machine quantique est capable de montrer ce que l'entreprise appelle «l'avantage quantique».

Rigetti définit cela comme montrant qu'une machine quantique peut proposer une solution de meilleure qualité, plus rapide ou moins chère à un problème important et précieux qu'une machine classique. (Rigetti dit que les détails du concours seront dévoilés le 30 octobre.)

La société a également récemment dévoilé le processeur quantique le plus puissant au monde, un modèle de 128 qubits qui dépasse le précédent détenteur du record, la puce Bristlecone de 72 qubits de Google (voir le Examen de la technologie MIT compteur de qubits ). Cependant, les utilisateurs de QCS seront initialement limités à une puce de 16 qubits. Le service sera également limité à certains clients et partenaires de Rigetti dans un premier temps, avant de devenir plus largement disponible plus tard cette année.

La raison pour laquelle l'informatique quantique suscite tant d'enthousiasme est que, contrairement aux machines traditionnelles, qui utilisent des bits numériques standard pouvant représenter soit un ou 0 , les qubits peuvent être les deux à la fois. L'ajout de quelques qubits supplémentaires à une machine - et leur liaison via un phénomène connu sous le nom d'intrication - crée des sauts exponentiels dans la puissance de calcul (voir Les ordinateurs quantiques sérieux sont enfin là. Qu'allons-nous en faire ? ).

Au fur et à mesure que la technologie se développe, l'informatique quantique pourrait conduire à des avancées significatives dans de nombreux domaines, de la chimie et de la science des matériaux à la physique nucléaire et à l'apprentissage automatique.

Radar de vitesse

Thomas Papenbrock, physicien nucléaire à l'Université du Tennessee, a utilisé les services cloud d'IBM et de Rigetti pour calculer l'énergie de liaison du deutéron , une particule composée d'un proton et d'un neutron qui forme le centre de l'atome de deutérium (ou d'hydrogène lourd). Bien qu'il soit possible de le faire avec des ordinateurs classiques, Papenbrock dit qu'il souhaite utiliser des machines quantiques via le cloud afin d'en savoir plus sur leur potentiel.

Pour exécuter de telles expériences, les chercheurs programment souvent leurs propres ordinateurs classiques avec des algorithmes quantiques hybrides qui utilisent ensuite des interfaces de programmation d'applications, ou API, pour faire appel à des machines quantiques dans le cloud pour des éléments spécifiques d'un calcul. Les résultats sont ensuite réexpédiés vers les machines classiques.

Rigetti dit que sa propre équipe et les utilisateurs de son service cloud existant ont constaté que cette approche créait des problèmes de latence, ralentissant les performances des algorithmes.

QCS s'attaque au problème avec un centre de données contenant à la fois des ordinateurs quantiques et des ordinateurs classiques dans un système optimisé pour exécuter des algorithmes hybrides entiers. La société affirme qu'au cours des prochains mois, les algorithmes quantiques fonctionneront 20 à 50 fois plus rapidement sur son QCS que sur sa configuration cloud actuelle, et nettement plus rapidement au-delà.

Le service est également préconfiguré avec Forest et d'autres outils pour faciliter la mise en place et l'exécution des expériences par les chercheurs. Nous raccourcissons vraiment la boucle d'apprentissage afin que les gens puissent commencer à tester et à programmer dès aujourd'hui, déclare Chad Rigetti, PDG et fondateur de l'entreprise.

Bien que QCS ne donne initialement accès aux chercheurs qu'à la puce 16 qubits de la société, sa dernière puce sera éventuellement accessible via le cloud également, selon la société. La perspective de processeurs quantiques plus puissants excite des chercheurs comme Papenbrock. Avec l'accès à une puce de 128 qubits, nous pourrions résoudre des problèmes fantastiques, dit-il.

Les nuages ​​se déplacent

Le nouveau service donnera à encore plus de chercheurs accès à l'informatique quantique relativement avancée et maintiendra Rigetti au premier rang d'un mouvement de cloud quantique en pleine expansion.

IBM permet déjà aux membres de sa communauté QNetwork axée sur les entreprises d'accéder à des machines de 20 qubits via le cloud et offre un accès gratuit aux machines de 5 et 16 qubits via une initiative appelée IBM Quantum Experience. Dario Gil, directeur de l'exploitation d'IBM Research, affirme que quelque 97 000 utilisateurs ont effectué un total de 5,8 millions d'expériences sur ce dernier service depuis son lancement en 2016.

Lors d'une récente conférence, Diane Greene, responsable de l'activité cloud de Google, a déclaré que l'entreprise permettait à quelques clients d'accéder à un service quantique basé sur le cloud, et que des entreprises technologiques asiatiques comme le japonais Fujitsu et le chinois Alibaba ont également rejoint le club du cloud quantique. .

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