IBM dévoile la puce quantique Nighthawk r3 : 520 qubits, cap sur plus de 1 000 en 2027

IBM a annoncé mardi 11 novembre son processeur quantique de nouvelle génération, Nighthawk r3, conçu pour exécuter avec précision 10 000 opérations quantiques sur 520 qubits programmables, afin de traiter des calculs plus vastes et plus complexes ; en 2027, l'entreprise prévoit de relier deux processeurs r3 en un seul système de 1 040 qubits, en route vers l'informatique quantique tolérante aux fautes.

r3 : conçu pour dépasser 1 000 qubits

r3 prolonge l'architecture rapide de r2 : 520 qubits programmables, 2 034 qubits physiques au total, en conservant la connectivité en réseau carré et les opérations rapides de r2, tout en introduisant 10 interconnexions entre puces, appelées l-couplers, pour assembler des processeurs en systèmes plus grands. IBM indique avoir démontré deux technologies modulaires essentielles : cette année, deux processeurs Nighthawk r1 ont été reliés par quatre l-couplers, avec une fidélité de transfert d'état quantique de 99,3 % (objectif : 99,9 %), et deux modules cryogéniques ont été réunis en un seul système pour la première fois, atteignant la température de fonctionnement en moins de cinq jours et refroidissant en dessous de 15 millikelvins.

r2 en production : 34 milliards de circuits, jusqu'à 19 fois plus rapide

Le Nighthawk r2 actuel, lancé en septembre, compte 120 qubits, délivre jusqu'à 100 000 échantillons par seconde et prend en charge plus de 7 500 opérations quantiques. Des clients et partenaires comme E.ON, Algorithmiq et Q-CTRL ont exécuté plus de 34 milliards de circuits sur r2, avec des accélérations allant jusqu'à 19 fois : E.ON a signalé une accélération de 15 fois pour l'apprentissage automatique quantique appliqué à l'optimisation du réseau électrique ; une expérience d'IBM avec le Laboratoire national d'Oak Ridge simulant des matériaux magnétiques réels a été 12 fois plus rapide, avec des résultats cohérents avec les expériences de diffusion de neutrons ; et une expérience d'Algorithmiq simulant un matériau quantique hétérogène a été 8 fois plus rapide que sur Heron, alors qu'une simulation classique par les meilleures méthodes de réseaux de tenseurs exigerait environ 240 fois plus de mémoire.

Le quantique rencontre le calcul classique

IBM réunit aussi le calcul classique haute performance et le calcul quantique dans un seul environnement géré, la plateforme IBM Quantum : IBM et les scientifiques de RIKEN ont exécuté leur flux de diagonalisation quantique par échantillonnage environ 5 fois plus vite tout en effectuant 100 fois plus de calculs, et la Cleveland Clinic et RIKEN ont traité automatiquement 608 millions d'échantillons pour modéliser des structures biologiques, 33 fois plus vite. IBM a récemment lancé une plateforme de co-conception pour la correction d'erreurs quantiques avec le Laboratoire national d'Oak Ridge et AMD, co-localisant Nighthawk avec le supercalculateur Umbra d'ORNL, équipé de GPU AMD Instinct MI355X et de processeurs AMD EPYC de 5e génération. « L'informatique quantique utile dépend de la capacité à fournir des résultats avec précision et rapidité, les deux sont fondamentaux », a déclaré Jay Gambetta, directeur d'IBM Research.

(Image : IBM. Rendu des processeurs Nighthawk r3 (à gauche) et r2 (à droite).)