IBM relie des modules cryogéniques sous 15 millikelvins

Deux machines en forme de boîte, chacune mesurant plus de 8 pieds (2,4 mètres) de haut et 8 pieds de large, ont été réunies dans un même environnement cryogénique. IBM affirme que l'ensemble a atteint 4 kelvins en moins de cinq jours, avant d'être refroidi à une température finale inférieure à 15 millikelvins — soit environ 180 fois plus froid que l'espace intersidéral, selon Interesting Engineering. La démonstration a utilisé un réfrigérateur modulaire capable de connecter des centaines de puces quantiques.

Le problème technique ne se limite pas au froid. Les bits quantiques, ou qubits, fonctionnent à une température proche du zéro absolu, mais le câblage qui les contrôle et lit leurs données doit également trouver sa place autour des processeurs. Le format rectangulaire d'IBM crée jusqu'à 12 fois plus d'espace pour le câblage que ses systèmes quantiques actuels les plus répandus, tout en permettant aux modules de se placer en rang serré. Il reste ainsi davantage de place pour les connexions à l'intérieur d'un module et entre des modules voisins.

Les L-couplers d'IBM font le lien entre ces processeurs. Ils permettent des connexions à longue distance entre des qubits situés sur des puces quantiques distinctes, afin que plusieurs puces puissent communiquer et fonctionner comme un ensemble au sein d'un ordinateur quantique plus vaste. L'entreprise prévoit d'installer ses processeurs Quantum Nighthawk dans les modules plus tard cette année et de commencer les tests opérationnels.

Qu'est-ce que cela change en pratique ? Si cette architecture fonctionne au-delà de la démonstration, IBM pourrait ajouter des processeurs quantiques sans traiter chaque puce comme une machine isolée. L'entreprise prévoit d'utiliser cette technologie pour relier plusieurs processeurs au sein d'un ordinateur doté d'au moins 1 000 qubits programmables d'ici 2027, et affirme que chaque module pourrait à terme accueillir des milliers de qubits. Pour les chercheurs et les utilisateurs industriels, il s'agit de l'infrastructure dont IBM estime avoir besoin avant qu'un système tolérant aux fautes puisse prendre en charge des charges de travail utiles.

La distance entre le test et cet objectif reste considérable. L'ordinateur quantique tolérant aux fautes d'IBM prévu pour 2029 demeure un projet, et l'entreprise n'a pas montré que ces modules connectés faisaient déjà fonctionner une telle machine. La prochaine étape concrète sera l'installation et le test des processeurs Quantum Nighthawk ; IBM prévoit ensuite d'utiliser des processeurs Quantum Starling dans des modules conçus pour accueillir des milliers de qubits. Jay Gambetta, directeur d'IBM Research et IBM Fellow, a déclaré que le test de refroidissement et de connexion faisait progresser les efforts matériels parallèlement aux travaux sur les logiciels, les algorithmes et la correction d'erreurs.