Le système cryogénique de IBM est en réalité destiné au réseau d’eau, et non à la tolérance aux erreurs.

Le système cryogène de IBM est en réalité destiné au réseau d’évacuation des eaux, et non à la tolérance aux pannes.

IBM affirme avoir connecté ses premiers systèmes cryogéniques modulaires. Selon la société, c’est un jalon important vers l’informatique quantique tolérante aux erreurs. Il s’agit d’un « module cryogénique » qui contient un package de processeur quantique. Le système entier est conçu pour relier ces modules entre eux, afin que les qubits puissent communiquer entre eux. Mais la réfrigération et les connexions entre les réfrigérateurs ne sont pas la vraie difficulté pour IBM. Deux problèmes plus complexes se posent, et aucun réfrigérateur ne peut résoudre ces problèmes.

Les qubits physiques sont toujours trop bruyants.La tolérance aux erreurs dépend du fait que le taux d’erreur de chaque qubit physique soit inférieur à un seuil où les codes de correction d’erreurs deviennent efficaces. À ce sujet, les ingénieurs d’IBM admettent…Les taux d’erreur doivent diminuer d’une ordre de grandeur.– Une amélioration de 10 fois – avant que son nouvelle architecture ne fonctionne correctement. Les progrès récents sont plutôt modestes : la cohérence de Heron est passée d’environ 150 microsecondes à environ 250 microsecondes ; les millisecondes ont été atteintes uniquement sur des dispositifs de test isolés. C’est là le véritable niveau de progrès. IBM a choisi de mettre en avant le taux de erreurs au lieu du taux de performance du réfrigérateur. Le choix de ce qui sera mis en avant montre donc où se situe vraiment la difficulté.

La taxe de correction des erreurs est le véritable problème de coût.On ne fait jamais de calcul protégé sur des qubits bruts. On regroupe donc de nombreux qubits physiques en un seul “qubit logique” qui peut détecter et corriger ses propres erreurs. Le nombre de qubits physiques nécessaires pour chaque qubit logique est donc le coût total. La méthode la plus utilisée dans l’industrie, le code de surface, utilise environ 1 000 qubits physiques par qubit logique. Les nouveaux codes LDPC de IBM permettent d’utiliser environ dix fois moins de qubits physiques par qubit logique. Même avec cette réduction, la machine Starling de 2029 dispose de 200 qubits logiques.100 millions de portes quantiques– ça se résume à quelque chose comme…10 000 qubits physiquesAvec le Blue Jay, on a 2 000 qubits logiques, ce qui correspond à plus de 100 000 qubits physiques. Il s’agit donc d’une situation où le coût total d’acquisition du dispositif est très élevé, mais c’est une histoire de physique… Un taux d’impôt de environ 50 fois plus élevé, selon les estimations optimistes d’IBM. La machine est donc bien plus performante que ce chiffre. “Tolérance aux pannes” est un seuil que l’on doit franchir ; l’impôt, en revanche, est quelque chose que l’on doit payer pour toujours.

C’est précisément pour cette raison que la connexion cryogénique modulaire représente un obstacle majeur. Il est nécessaire d’utiliser plusieurs réfrigérateurs, car les coûts liés à la correction des erreurs obligent à utiliser plus de dix mille qubits physiques dans un système que même le réfrigérateur le plus froid que l’humanité puisse construire ne peut contenir ou refroidir. La cryogenique modulaire est donc une conséquence des mathématiques de correction des erreurs, et non un pas vers elle. IBM n’a pas construit une muraille ; elle a simplement installé des structures de soutien pour une muraille qui reste encore soumise aux lois de la physique.

Aucune de ces choses ne diminue la qualité du système de plomberie. Les états quantiques qui se transmettent entre les modules se déplacent sous forme de photons à microonde entre les unités situées à proximité.10 à 20 millikelvinsEt chaque point de jonction doit faire face aux problèmes liés au bruit thermique, à la perte de signal, aux écarts d’impédance et au dérive de la calibration par lien. C’est vraiment difficile. Mark Horvath de Gartner qualifie cette approche modulaire de “très complexe” et dit qu’elle est “beaucoup plus difficile que ce que les gens pensent”. Le plan d’action énumère honnêtement les difficultés : Kookaburra intégrera trois circuits en un seul module de 4 158 qubits d’ici l’année, Cockatoo effectuera le premier entrelacement entre modules l’année suivante, et Starling en 2029. Mais l’interconnexion entre différents cryostats représente une véritable barrière à surmonter, car les deux premières étapes exigent des nombres de qubits que personne ne peut supporter. Ce n’est pas là que se jouera la course pour la tolérance aux pannes.

Regardez l’échelle de temps, pas la date.La ligne d’arrivée “tolérante aux erreurs” de 2029 est accessible en partie grâce à cette définition. Starling dispose de 200 qubits logiques. Les calculs cryptographiquement importants – comme la décomposition de l’algorithme RSA-2048 – nécessitent environ 4 000 qubits logiques, ou environ 1 000 avec une optimisation approfondie. Ainsi, le “premier ordinateur quantique tolérant aux erreurs à grande échelle au monde” n’est qu’un prototype avec 200 qubits logiques ; il est bien inférieur à tout ce qui peut menacer les systèmes de chiffrement ou être rentable économiquement. Il s’agit donc d’une tolérance aux erreurs au sens de démonstration expérimentale : réelle en termes de physique, mais pas encore réelle en termes économiques.

Donnez à IBM tout le respect qu’elle mérite – c’est pourquoi la mauvaise classification est plus importante, et non moins.IBM est un acteur fiable. Le travail lié aux cycles bivariés a été révisé par des pairs et cité même par les concurrents ; le record de livraison est réel – Eagle, Osprey, Condor, Flamingo avec un lien quantique intégré, le circuit 100x100 ; il a été mis en œuvre.Plus de 90 systèmes quantiquesGlobalement, des contrats totalisant 1,1 milliard de dollars ont été signés depuis 2017. Cet record est précisément ce qui rend le processus de fabrication des structures cryogéniques dangereux. L’organisation la plus crédible dans l’industrie fixe les règles du journalisme, et le journalisme, à son tour, hérite de ces erreurs de conception. Lorsque l’acteur le plus crédible commence par présenter les informations relatives au réfrigérateur, les éléments qui méritent votre attention sont plutôt les données concernant le taux d’erreurs, que celui qui ne commence pas par ces informations.

L’argent, pour ce qu’il est.IBM a pris des engagements.Plus de 10 milliards de dollarsSur une période de plus de cinq ans… En comparant cela avec les dépenses réelles du payeur : environ 13 milliards de dollars de flux de trésorerie gratuit par an, une dette nette d’environ 54 milliards de dollars, pour une dette totale de 118 milliards de dollars. La valeur boursière est d’environ 219 milliards de dollars, soit environ 20 fois les résultats financiers récents, selon les données de Ainvest. Une activité annuelle de 2 milliards de dollars représente environ 15 % des flux de trésorerie gratuits par an – c’est donc une véritable investissement en R&D pour une entreprise qui connaît un développement significatif, avec 1,1 milliard de dollars de revenus cumulés en matière de technologies quantiques au cours de la dernière décennie. L’injection de 1 milliard de dollars dans Anderon, une entreprise spécialisée dans la fabrication de composants quantiques soutenue par le département du Commerce, montre bien quel est le véritable objectif de cette entreprise : il s’agit d’une déclaration liée aux politiques industrielles, accompagnée d’un plan de développement produit.

Le marché, en particulier, ne paie rien pour cela : selon les données d’Ainvest, l’action est en baisse de plus de 20 % depuis le début de l’année. Quantum est une option à long terme, dont le prix est réajusté à chaque annonce publiée ; une photographie des cryostat associés ne constitue pas un événement qui peut changer la thèse. Ce qui pourrait changer la thèse, c’est les données provenant de ces deux systèmes : les taux d’erreur des qubits physiques, et le rapport entre les qubits physiques et logiques à grande échelle.

IBM a connecté ses premiers systèmes cryogéniques modulaires. Bonne chose. Le câblage est réel, le plan d’action est le plus crédible dans l’industrie, et les réfrigérateurs ne corrigent toujours pas un seul erreur. Le véritable jalon vers la tolérance aux pannes, c’est les données relatives au taux d’erreurs ; IBM ne mène pas dans ce domaine.