IBM s'attend à atteindre l'avantage quantique en 2026 alors que la puce Nighthawk sera disponible pour les utilisateurs cette année

IBM a annoncé lors de la Conférence des développeurs quantiques 2025, mercredi, qu'elle s'attend à atteindre l'avantage quantique d'ici 2026, tout en visant une informatique quantique tolérante aux pannes à grande échelle d'ici 2029.

L'entreprise a confirmé que son processeur Nighthawk, une puce dotée de mises à niveau architecturales majeures, commencera à être disponible pour les utilisateurs cette année.

Jay Gambetta, qui dirige la recherche IBM en tant que directeur et détient également le titre de Fellow IBM, a déclaré : « Nous croyons qu'IBM est la seule entreprise en mesure d'inventer et de mettre à l'échelle rapidement les logiciels quantiques, le matériel, la fabrication et la correction d'erreurs afin de débloquer des applications transformatrices. » Jay a ajouté que l'entreprise annonce aujourd'hui plusieurs jalons critiques de sa feuille de route.

Nighthawk, désormais révélé comme la puce la plus avancée d'IBM, est construit avec 120 qubits et utilise 218 coupleurs ajustables pour relier chaque qubit à ses quatre plus proches voisins. Il s'agit d'une augmentation de 20 % du nombre de coupleurs par rapport au processeur Heron, selon un communiqué de presse officiel d'IBM.

La nouvelle configuration permet aux chercheurs d'exécuter 30 % de circuits plus complexes tout en maintenant des taux d'erreur faibles, une exigence cruciale pour effectuer jusqu'à 5 000 portes à deux qubits dans une seule tâche.

IBM vise 15,000 portes à deux qubits par 2028

Les livraisons de Nighthawk commenceront avant la fin de 2025. Mais cette puce n'est que le début. IBM prévoit de repousser encore les performances. D'ici la fin de 2026, elle s'attend à porter la capacité à 7 500 portes, pour atteindre 10 000 en 2027 et 15 000 en 2028.

Ces futures versions intégreront plus de 1 000 qubits connectés à l'aide de coupleurs à longue portée, un système testé l'année dernière sur des processeurs expérimentaux internes.

Alors qu'elle construit ce pipeline, IBM pousse pour une validation communautaire. Elle a lancé un suivi de l'avantage quantique, développé avec l'aide d'Algorithmiq, de l'Flatiron Institute et de BlueQubit, pour mesurer et vérifier les progrès en temps réel.

Le suivi inclut déjà trois expériences testant l'avantage quantique dans l'estimation observable, les algorithmes variationnels et les problèmes vérifiables classiquement.

Sabrina Maniscalco, PDG et cofondatrice d'Algorithmiq, a déclaré : « Le modèle que nous avons conçu explore des régimes si complexes qu'il remet en question toutes les méthodes classiques de pointe testées jusqu'à présent. »

Elle a déclaré que les premiers résultats semblent prometteurs, l'Flatiron Institute confirmant que les résultats sont difficiles à simuler sur des systèmes classiques.

Hayk Tepanyan, cofondateur et CTO de BlueQubit, a ajouté que son équipe se concentre sur le suivi des charges de travail quantiques où les machines classiques commencent déjà à prendre du retard.

« Grâce à notre travail sur les circuits pointus, nous sommes ravis d'aider à formaliser les cas où les ordinateurs quantiques commencent à surpasser les ordinateurs classiques de plusieurs ordres de grandeur », a-t-il déclaré.

Qiskit améliore le contrôle des erreurs avec l'API C et les circuits dynamiques

Pour soutenir cette poussée, IBM met à l'échelle ses logiciels. La pile Qiskit prend désormais en charge les capacités de circuits dynamiques qui augmentent la précision de sortie de 24 % sur les tâches impliquant plus de 100 qubits.

Elle prend également en charge un nouveau modèle d'exécution utilisant une API C, permettant aux développeurs de s'intégrer aux environnements HPC et de les utiliser pour réduire les coûts de correction d'erreurs de plus de 100 fois.

IBM publie également une interface C++ pour Qiskit afin que les utilisateurs puissent exécuter des charges de travail quantiques dans des systèmes de calcul haute performance existants.

L'entreprise a déclaré qu'en 2027, la pile Qiskit ajoutera des bibliothèques de calcul axées sur l'apprentissage automatique et l'optimisation. Ces outils aideront à résoudre des problèmes de physique et de chimie tels que les équations différentielles et les simulations hamiltoniennes.

L'entreprise a également révélé qu'elle travaille activement vers l'informatique quantique tolérante aux pannes sur une piste parallèle. Son nouveau processeur Loon, également annoncé lors de l'événement, comprend tous les composants nécessaires pour démontrer une correction d'erreurs quantiques efficace et évolutive.

Il comprend un routage multicouche qui relie les qubits sur de plus longues distances avec des « c-coupleurs », et permet la réinitialisation des qubits entre les opérations sur la même puce.

Pour couronner le tout, IBM a confirmé qu'elle peut désormais décoder les erreurs quantiques en moins de 480 nanosecondes à l'aide de codes qLDPC, fonctionnant entièrement sur du matériel classique. Cette réalisation technique est arrivée un an entier avant la date prévue.

Avec Loon, elle jette les bases du passage à l'échelle des codes qLDPC sur des systèmes de qubits supraconducteurs rapides et de haute fidélité, les mêmes qubits utilisés dans tout le matériel d'IBM.

La production des plaquettes de processeurs quantiques d'IBM a désormais été transférée vers une installation de fabrication de 300 mm au complexe Albany NanoTech à New York. Ce changement permet une itération plus rapide des puces et une complexité accrue.

IBM a déclaré avoir déjà réduit de moitié le temps de développement et augmenté la complexité de ses puces quantiques d'un facteur dix en utilisant le nouvel équipement.

Elle permet désormais d'explorer simultanément plusieurs conceptions de processeurs, aidant à faire progresser à la fois les plateformes Nighthawk et Loon, selon le communiqué de presse.