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Quantinuum affirme que son ordinateur quantique Helios ne perd désormais des informations quantiques protégées qu’à raison d’environ cinq erreurs par million de cycles de correction d’erreurs.
Ce résultat marque une avancée vers une informatique quantique plus fiable, mais ce chiffre mesure les performances de la mémoire logique, et non la précision globale des calculs.
Le 19 octobre, Quantinuum a annoncé une fidélité logique de 99,9995 % sur Helios, son ordinateur commercial à 98 qubits fondé sur des ions piégés, en utilisant un code couleur dans son architecture de correction d’erreurs.
L’entreprise affirme que le taux d’erreur est 10 fois inférieur à son propre record de septembre et 100 fois inférieur au meilleur résultat publié avec d’autres types de matériel, qu’elle attribue au système supraconducteur de Google Quantum AI.
Quantinuum associe ce résultat à Apollo, l’ordinateur universel tolérant aux pannes qu’elle prévoit de livrer d’ici 2029. Cette échéance intervient alors que des programmes fédéraux encouragent la mise au point de machines tolérantes aux pannes, notamment un concours du Department of Energy (DOE) doté d’un financement prévu pouvant atteindre 215 millions de dollars US.
Ce que l’expérience du code couleur a montré
Principaux résultats, selon Quantinuum et les analyses indépendantes de sa prépublication :
- Réduction exponentielle : Quantinuum annonce un facteur record de 12 pour la réduction des erreurs logiques résiduelles à chaque augmentation de la distance du code.
- Portes logiques : à une distance de code de 5, une porte logique à deux qubits affichait une erreur d’environ 7 sur 100 000.
- Limite matérielle : l’équipe n’a pas réalisé l’expérience sur la porte à distance 7, car celle-ci nécessitait davantage de qubits qu’Helios n’en possède.
- Même machine, deux codes : le record Helix de septembre et le résultat du code couleur d’octobre ont tous deux été obtenus sur le même matériel Helios.
Robin Blume-Kohout, codirecteur du Quantum Performance Lab des Sandia National Laboratories, qui n’a pas participé à l’étude, a déclaré que l’article présentait « un qubit logique presque 100 fois meilleur que ses qubits physiques constitutifs ».
Cette distinction est importante, car préserver des informations quantiques et effectuer des calculs sur celles-ci sont deux défis différents. Un faible taux d’erreur de la mémoire logique ne signifie pas automatiquement qu’un ordinateur quantique peut exécuter de longs calculs complexes avec la même fiabilité.
Réduire les erreurs coûte davantage de qubits
Dans la correction d’erreurs quantiques, la distance du code décrit le niveau de protection dont bénéficie un qubit logique contre certaines erreurs physiques. Des distances plus élevées peuvent rendre les informations quantiques stockées plus fiables, mais elles nécessitent généralement davantage de qubits physiques pour maintenir cette protection.
L’ analyse du Quantum Computing Report recense les résultats suivants pour les distances de code testées :
| Mesure | Distance 3 | Distance 5 | Distance 7 |
|---|---|---|---|
| Erreur logique par cycle | 5.5 × 10⁻⁴ | 3.8 × 10⁻⁵ | 5 × 10⁻⁶ (fidélité de 99,9995 %) |
| Qubits physiques par qubit logique (données et mesure) | 13 | 37 | 73 |
Le surcoût en qubits détermine la taille que doit atteindre une machine tolérante aux pannes. Il est donc aussi important que les taux d’erreur bruts, un problème que IBM a également ciblé dans sa récente étude consacrée à la réduction du surcoût de la correction d’erreurs.
Ce qu’a constaté eWeek : le nombre de qubits derrière la fidélité
Le record de fidélité de 99,9995 % de Quantinuum met en lumière un défi central de l’informatique quantique tolérante aux pannes : améliorer la fiabilité exige des qubits physiques supplémentaires.
L’annonce de l’entreprise compare les 10 qubits physiques par qubit logique de Helix à un chiffre pouvant atteindre 37 pour son approche fondée sur un code couleur. Par ailleurs, l’analyse du Quantum Computing Report recense 73 qubits physiques pour la configuration de mémoire à distance 7 associée au résultat de fidélité mis en avant dans le titre.
Ces chiffres doivent être interprétés avec prudence, car ils décrivent des configurations ou des comparaisons différentes. Les explications disponibles n’établissent pas que l’écart provient uniquement de l’inclusion ou de l’exclusion des qubits de mesure.
Cette distinction compte dans l’évaluation des architectures d’informatique quantique. Les organisations qui comparent les fournisseurs devraient examiner les distances de code, les ressources en qubits et les opérations logiques représentées par chaque chiffre de performance publié. Un record de fidélité mis en avant dans un titre ne suffit pas à établir les besoins matériels d’un système tolérant aux pannes complet.
La même prudence s’applique aux comparaisons avec d’autres avancées de l’informatique quantique. Le récent résultat de Google concernant la production d’états magiques sur Willow mesurait les erreurs lors de la préparation d’une ressource utilisée pour les calculs quantiques, plutôt que la préservation d’informations logiques stockées. Les deux résultats mesurent donc des capacités différentes et ne sont pas directement comparables en tant qu’indicateurs globaux de performance.
Blume-Kohout estime que le surcoût reste maîtrisable à grande échelle : « Une version agrandie de ce système pourrait atteindre la fiabilité requise pour des calculs tolérants aux pannes utiles dans une taille réaliste — moins d’un million de qubits physiques —, ce qui améliore les perspectives de l’informatique quantique pratique. »
Cette évaluation reste une projection. Bien qu’Helios ait démontré de faibles taux d’erreur de mémoire logique à la distance 7, il faudra davantage de preuves expérimentales pour généraliser ces résultats à des systèmes plus vastes et à des opérations logiques plus complexes.
Le résultat de Quantinuum renforce sa position en faveur d’un passage à l’échelle vers une informatique quantique tolérante aux pannes, mais le prochain défi consistera à démontrer que de faibles taux d’erreur peuvent être maintenus pendant des calculs de plus en plus complexes. Une expérience sur une porte logique à distance 7 ou au-delà fournirait un autre test important des progrès vers l’objectif Apollo fixé à 2029.
Autre actualité : Telefónica et IQM Quantum Computers apportent le premier ordinateur quantique à la Communauté de Madrid, avec l’intention d’installer un système IQM Spark à cinq qubits à l’Universidad Politécnica de Madrid d’ici la fin de 2026.