Fujitsu et RIKEN annoncent le développement réussi d’un nouvel ordinateur quantique supraconducteur de 64 qubits au centre de collaboration RIKEN RQC-Fujitsu pour accélérer la R&D en matière de calculs de chimie quantique et d’algorithmes financiers quantiques. Ce nouvel ordinateur quantique tire parti du premier ordinateur quantique supraconducteur du Japon, révélé au public en mars 2023, issu de la technologie développée par RIKEN et d’un consortium de partenaires de recherche communs, dont Fujitsu. Fujitsu et RIKEN annoncent en parallèle le lancement d’une nouvelle plateforme hybride d’informatique quantique disponible depuis le 5 octobre 2023.

Un nouvel ordinateur quantique supraconducteur de 64 qubits

Ce nouvel ordinateur quantique supraconducteur, développé au RIKEN RQC- Fujitsu Collaboration Center (JPMXS 0118068682), en coopération avec Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT), comprend une puce intégrée de 64 qubits supraconducteurs (un élément central pour les fonctions de calcul des ordinateurs quantiques) et utilise un schéma de câblage vertical similaire à celui de l’ordinateur quantique RIKEN, ce qui le rend évolutif. Il s’appuie en outre sur un logiciel de contrôle des qubits conçu par NTT pour réaliser un contrôle de haute précision des qubits. Le nouvel ordinateur quantique supraconducteur permet de calculer idéalement jusqu’à 2 64 états de superposition et d’intrication quantiques, ce qui devrait permettre d’effectuer des calculs à une échelle difficilement réalisable avec des ordinateurs classiques.

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La nouvelle plateforme hybride d’informatique quantique

Pour répondre à l’enjeu de l’impossibilité pour les simulateurs quantiques de réaliser des accélérations quantiques réelle (ils ne font que reproduire numériquement le calcul quantique sur des ordinateurs classiques), Fujitsu et RIKEN ont lancé une nouvelle plateforme hybride d’informatique quantique. Elle combine la puissance de calcul de l’ordinateur quantique supraconducteur de 64 qubits, développé avec l’un des plus grands[1] simulateurs d’ordinateur quantique de 40 qubits au monde mis au point par Fujitsu. Elle permet de comparer facilement les résultats de calcul des ordinateurs NISQ (ordinateur quantique imparfait de taille intermédiaire), sans erreur des simulateurs quantiques ; une prouesse qui accélère la recherche notamment dans l’évaluation des performances des algorithmes d’atténuation des erreurs dans les applications quantiques. Elle contribue aussi à l’utilisation de l’ordinateur quantique supraconducteur et au développement de nouvelles applications quantiques. S’appuyant sur l’architecture cloud, AWS Lambda, fourni par Amazon Web Services, la nouvelle plateforme hybride d’informatique quantique offre aux entreprises et aux institutions de recherche qui collaborent avec Fujitsu et RIKEN un environnement d’accès transparent à la fois pour l’ordinateur quantique et le simulateur quantique via des API communes.

Les deux entreprises souhaitent que la nouvelle plateforme permette de passer avec souplesse de l’informatique quantique à la simulation quantique, nécessaire au développement d’algorithmes hybrides utilisant à la fois des ordinateurs classiques et quantiques, tels que l’algorithme Variational Quantum Eigensolver (VQE) pour le calcul de l’énergie moléculaire en chimie quantique ou les algorithmes d’apprentissage automatique quantique dans le domaine de la finance. Fujitsu et RIKEN espèrent en outre que la nouvelle plateforme pourra être reliée à l’avenir à des bibliothèques de calcul de chimie quantique externes.

Algorithmes hybrides quantiques et R&D

Fujitsu et RIKEN poursuivent le développement d’algorithmes hybrides quantiques qui associent l’informatique quantique et le calcul haute performance (HPC) pour résoudre les problèmes dans diverses industries et qui permet des calculs de chimie quantique avec une plus grande précision que les algorithmes conventionnels (CCSD(T))[2] et s’appuie sur la théorie de l’intégration de la matrice de densité (DMET) ; une méthode de calcul de chimie quantique pour diviser de grandes molécules en de multiples petits fragments. Dans le cadre de leurs recherches conjointes actuelles, les deux parties ont développé un algorithme hybride quantique qui sera intégré à la nouvelle plateforme et dans lequel un simulateur quantique effectue une partie du calcul d’un algorithme pour un ordinateur quantique.

En parallèle, Fujitsu travaillera à la réalisation d’un logiciel basé sur l’IA sélectionnant automatiquement différentes ressources informatiques et algorithmes afin d’offrir la solution optimale aux problèmes des clients.

Ouvrir la voie à l’ère de l’informatique quantique pratique

À l’avenir, Fujitsu et RIKEN poursuivront le développement conjoint au centre de collaboration RIKEN RQC-Fujitsu en vue de la réalisation d’un ordinateur quantique à grande échelle doté de 1 000 qubits et fourniront les technologies développées conjointement via la nouvelle plate-forme quantique hybride. De plus, ils continueront à fournir des ressources d’informatique quantique et de simulation quantique aux clients pour des applications dans divers domaines, notamment la finance et la découverte de médicaments, par l’intermédiaire de cette plateforme.

Les deux entreprises entendent promouvoir les activités de R&D pour les applications quantiques par le biais de recherches conjointes afin d’accélérer l’application pratique du matériel et des logiciels d’informatique quantique. Fujitsu a mené des recherches conjointes avec Fujifilm Corporation, Tokyo Electron Limited, Mizuho DL Financial Technology Co., Ltd. et Mitsubishi Chemical Group Corporation sur le développement d’applications quantiques pionnières utilisant des simulateurs quantiques.

 

 [1] Le plus grand simulateur quantique permanent au monde dédié à la méthode du vecteur d’état, représentant l’état d’un système quantique dans un espace de Hilbert (à partir de septembre 2023, selon Fujitsu).

[2] Coupled Cluster Single, Double, (and Triple), une méthode de calcul connue sous le nom de calcul de haute précision dans les calculs de chimie quantique.