La société D-Wave Systems a récemment présenté à Moutain View (Silicon Valley - Californie) - puis à Vancouver (Telus World of Science) - son système Orion, démonstration du concept d'un prototype d'ordinateur quantique à 16 qubits dont elle annonce la commercialisation... dès l'an prochain !
Effet d'annonce ? En tous cas, bien que tous les problèmes ne soient pas encore résolus, et forte d'un financement de capital-risque de quelque 30 millions de dollars canadiens, cette start-up canadienne aime à se définir comme le "premier et unique fournisseur de systèmes de calcul quantique conçus pour faire fonctionner des applications commerciales". Les démonstrations ont porté sur 3 applications (une ayant trait à la bioinformatique et les deux autres à des problèmes d'optimisation) :
- reconnaissance de formes appliquées à la recherche de molécules dans une banque de données
- résolution d'un problème de sudoku
- arrangement d'un plan de table (affectation de la place des convives par affinités de personnes).
Le système Orion est constitué d'une paire de super-conducteurs - aluminium et niobium - portés à une température proche du zéro absolu (-273,15° C). Dans cet état, les métaux peuvent se trouver dans les positions électriques 0 et 1 simultanément, permettant ainsi d'obtenir de véritables bits quantiques (appelés encore qubits). Cet ordinateur est construit autour d'un processeur de 16 qubits supraconducteurs, dont le fonctionnement est celui d'un ordinateur quantique adiabatique.
Les qubits sont des boucles quasi-circulaires disposées sur une matrice 4x4 et couplées avec leurs plus proches voisins (Nord, Sud, Est, Ouest), ainsi que leurs seconds plus proches voisins (N, S, E, O), par des transformateurs de flux ajustables. Le circuit compte ainsi un total de 42 coupleurs de flux. En ajustant ces derniers, puis en appliquant un champ magnétique, le système se met dans l'état quantique représentant la solution du problème étudié.
Dit en d'autres termes, la machine est programmée en faisant varier les conditions magnétiques autour des qubits, créant des relations entre eux qui modèlent l'incorporation (la mise en forme) physique de l'équation que le programmeur veut résoudre. Les résultats sont lus en détectant la direction du courant du qubit une fois tous les calculs faits.
Si pour l'instant, ce système permet uniquement de résoudre des problèmes particuliers s'exprimant sous forme du "modèle d'Ising bidimensionnel en champ magnétique", l'entreprise prévoirait d'ores et déjà l'intégration d'un coupleur supplémentaire qui rendrait le calculateur quantique universel et permettrait, entre autres, de faire des simulations quantiques.
Avec 16 qubits de puissance de calcul - soit plus de 64000 opérations en simultané, ce qui est déjà en soi une belle prouesse, Orion est encore loin des supercalculateurs. Mais le prototype présenté est encore 100 fois plus lent qu'un calculateur numérique courant. D-Wave, en tous cas, annonce sans complexe le lancement d'une version à 32 qubits d'ici à la fin de l'année, puis des versions à 512 qubits et 1024 qubits pour 2008 !
Alors, faut-il déjà considérer la mise à l'index des ordinateurs traditionnels ? Non bien sûr car l'informatique classique et l'informatique quantique se complètent plus qu'elles ne s'opposent. L'entreprise elle-même déclare que le calcul quantique ne doit pas être vu ici comme un remplacement des calculateurs digitaux, mais comme l'apport de nouvelles possibilités, par exemple dans le cas de certains types de calculs liés à la finance, la biologie, la chimie, la sécurité (biométrie notamment), la défense, la logistique...
