IBM prévoit d'atteindre l'avantage quantique en 2026, alors que la puce Nighthawk sera disponible pour les utilisateurs dès cette année

IBM a annoncé mercredi, lors de la conférence des développeurs quantiques 2025, qu'elle prévoyait d'atteindre un 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 d'importantes améliorations architecturales, commencera à être livré aux utilisateurs cette année.

Jay Gambetta, directeur de la recherche chez IBM et membre émérite d'IBM, a déclaré : « Nous sommes convaincus qu'IBM est la seule entreprise en mesure de concevoir et de déployer rapidement des logiciels, du matériel, des procédés de fabrication et des solutions de correction d'erreurs quantiques afin de révolutionner les applications numériques. » Il a ajouté qu'IBM annonçait aujourd'hui plusieurs étapes clés de sa feuille de route.

Nighthawk, désormais présentée comme la puce la plus avancée d'IBM à ce jour, est dotée de 120 qubits et utilise 218 coupleurs ajustables pour relier chaque qubit à ses quatre voisins les plus proches. Cela représente 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 des circuits 30 % plus complexes tout en maintenant des taux d'erreur faibles, une condition essentielle pour réaliser jusqu'à 5 000 portes à deux qubits en une seule opération.

IBM vise 15 000 portes à deux qubits d'ici 2028

Les livraisons de Nighthawk débuteront avant la fin de 2025. Mais cette puce n'est qu'un point de départ. IBM prévoit d'en améliorer encore les performances. D'ici fin 2026, la capacité devrait atteindre 7 500 portes logiques, puis 10 000 en 2027 et 15 000 en 2028.

Ces versions futures 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.

Dans le cadre du développement de cette technologie, IBM encourage la validation par la communauté. L'entreprise a lancé un outil tracdes avantages quantiques, développé avec l'aide d'Algorithmiq, du Flatiron Institute et de BlueQubit, afin de mesurer et de vérifier les progrès en temps réel.

Le traccomprend déjà trois expériences testant l'avantage quantique dans l'estimation observable, les algorithmes variationnels et les problèmes classicauto-vérifiables.

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 d'IA classicde pointe testées jusqu'à présent. »

Elle a indiqué que les premiers résultats semblaient prometteurs, l'institut Flatiron confirmant que ces résultats étaient difficiles à simuler sur des systèmes d'IA classic.

Hayk Tepanyan, cofondateur et directeur technique de BlueQubit, a ajouté que son équipe se concentre sur tracdes charges de travail quantiques où les machines d'IA classiccommencent déjà à accuser un retard.

« Grâce à nos travaux sur les circuits à pics, nous sommes ravis de contribuer à formaliser les cas où les ordinateurs quantiques commencent à surpasser les ordinateurs classicde plusieurs ordres de grandeur », a-t-il déclaré.

Qiskit améliore le contrôle des erreurs grâce à C-API et aux circuits dynamiques

Pour soutenir cette évolution, IBM fait évoluer son logiciel. La suite Qiskit prend désormais en charge des fonctionnalités de circuits dynamiques qui augmentent la précision des résultats de 24 % pour les tâches impliquant plus de 100 qubits.

Il prend désormais 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 au sein de systèmes de calcul haute performance existants.

L'entreprise a annoncé que d'ici 2027, la suite Qiskit s'enrichira de bibliothèques de calcul dédiées à l'apprentissage automatique et à l'optimisation. Ces outils permettront de 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 au développement d'une informatique quantique tolérante aux pannes sur une tracparallèle. 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 grâce à des « coupleurs en C », et permet la réinitialisation des qubits entre les opérations sur la même puce.

Pour couronner le tout, IBM a confirmé pouvoir désormais décoder les erreurs quantiques en moins de 480 nanosecondes grâce aux codes qLDPC, exécutés entièrement sur du matériel d'IA classic. Cette prouesse technique a été réalisée avec un an d'avance sur le calendrier prévu.

Avec Loon, il jette les bases de la mise à l'échelle du 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 est désormais assurée par une usine de fabrication de 300 mm située au sein du complexe Albany NanoTech, dans l'État de New York. Ce transfert permet une itération plus rapide des puces et une plus grande complexité.

IBM a déclaré avoir déjà réduit de moitié le temps de développement et décuplé la complexité de ses puces quantiques grâce à ce nouvel équipement.

Il est désormais également capable d'explorer simultanément plusieurs conceptions de processeurs, contribuant ainsi à faire progresser simultanément les plateformes Nighthawk et Loon, selon le communiqué.