Microsoft: prĂ©paration dâun bond en avant-poste quantique
Résumé
- Microsoft a lancĂ© Azure Quantum, une plateforme basĂ©e sur le cloud pour les chercheurs afin dâapprendre la programmation quantique et dâexpĂ©rimenter les premiĂšres versions actuelles du futur matĂ©riel.
- Microsoft a dĂ©montrĂ© la puissance de son environnement simulĂ© en utilisant la programmation quantique et lâIA pour dĂ©velopper un nouvel Ă©lectrolyte de batterie.
- Lâaccent mis par Microsoft sur les qubits topologiques et la crĂ©ation de Majorana zĂ©ro mode leur confĂšrent un avantage significatif par rapport aux concurrents dans la course pour dĂ©velopper un superordinateur quantique Ă grande Ă©chelle.
NBC/NBCUniversal via Getty Images
Microsoft (NASDAQ: MSFT) a peut-ĂȘtre fait un bond en avant sur la concurrence dans la course aux armements pour dĂ©velopper le premier superordinateur quantique Ă grande Ă©chelle au monde. En prĂ©vision de son arrivĂ©e, ils ont lancĂ© Azure Quantum, permettant aux chercheurs dâapprendre les techniques de programmation quantique, dâestimer les ressources dont ils auront besoin pour rĂ©soudre des problĂšmes complexes, dâessayer leurs programmes dans un environnement simulĂ©, et dâexpĂ©rimenter les premiĂšres versions actuelles du futur matĂ©riel.
Microsoft a prouvĂ© la puissance de son environnement simulĂ© en publiant un article montrant comment il utilisait la programmation quantique et lâIA pour dĂ©velopper un nouvel Ă©lectrolyte de batterie qui est maintenant testĂ© en laboratoire.
Une dĂ©couverte scientifique rĂ©cente cristallise lâobjectif de recherche matĂ©rielle de MSFT, montrant quâils adopte une approche diffĂ©rente de la concurrence. MSFT a crĂ©Ă© et contrĂŽlĂ© les modes de quasi-particules exotiques Majorana zĂ©ro; les particules de Majorana sont livrĂ©es avec une protection dâerreur intĂ©grĂ©e, donnant aux futurs ordinateurs quantiques MSFT un avantage significatif par rapport Ă toutes les autres technologies actuellement analysĂ©es.
Je possĂšde dĂ©jĂ Microsoft dans mon Family Fund et jâai rĂ©cemment ajoutĂ© Ă cette position. Les dĂ©veloppements quantitatifs dans cet article me donnent lâassurance que MSFT reste un excellent investissement Ă long terme et quâelle sera probablement plus performante que la plupart des grandes entreprises de technologie au cours de la prochaine dĂ©cennie.
Il sâagit de mon quatriĂšme article sur lâinformatique quantique; les trois autres mettent lâaccent sur les sociĂ©tĂ©s de pure-jeu D-Wave (QBTS), Rigetti (RGTI) et IonQ (IONQ). Dans chaque article, jâai essayĂ© dâexpliquer la technologie et les mathĂ©matiques de ce domaine complexe, dans lâespoir de donner aux gens suffisamment de connaissances pour prendre une dĂ©cision dâinvestissement en connaissance de cause. Dans cet article, je vais regarder Topological Quantum Computing, la technologie choisie par MSFT.
Comptrage quantique
Câest un gros problĂšme ; si jamais, la puissance dâun ordinateur quantique transformera lâindustrie de la technologie avec la science des matĂ©riaux, la mĂ©decine et la plupart des autres opĂ©rations de fabrication.
Un ordinateur quantique est un dispositif qui utilise les propriĂ©tĂ©s de la superposition et de lâenchevĂȘtrement prĂ©sentĂ©es par les particules quantiques pour effectuer des calculs. Les particules quantiques ainsi utilisĂ©es sont appelĂ©es qubits.
La superposition concerne la quantitĂ© dâinformations pouvant ĂȘtre stockĂ©es. Dans les ordinateurs classiques dâaujourdâhui, un bit peut stocker deux valeurs, soit 1 ou 0. Un qubit peut stocker un nombre infini de valeurs; câest un mĂ©lange de deux Ă©tats; dans mon article sur Rigetti, je lâai couvert en dĂ©tail en utilisant une analogie de radar sur un bateau: la position dâun bateau pourrait ĂȘtre de 0,41 Est - 0,91 au nord, les deux Ă©tats seraient du nord et de lâEst, et la position du bateau est une superposition des deux Ă©tats.
Nous utilisons la notation de Dirac dans lâinformatique quantique pour Ă©crire cette superposition comme 0,41 /0â â 0,91 /1â.
Il ne sâagit pas seulement de Qubits, mais ils ont de lâimportance.
Nous connaissons tous les bits qui conduisent les ordinateurs dâaujourdâhui ; mon iPhone 14 a 6 Go de mĂ©moire, reprĂ©sentant 48 000 000 000 de bits. Chacun de ces bits peut contenir les nombres 1 ou 0. Cela semble beaucoup, mais il est insuffisant dâeffectuer de vraies recherches scientifiques. Pour le mettre en contexte, un seul gramme dâADN nĂ©cessite 215 pĂ©taoctets pour conserver ses informations. Câest 1 720 000 000 000 000 000 000 de bits, et jâaurais besoin de plus de 35 000 iPhones pour stocker un seul brin dâADN ; vous pouvez voir comment cela dĂ©passe rapidement la mĂ©moire de nâimporte quel ordinateur traditionnel. Un brin entier dâADN pourrait ĂȘtre stockĂ© sur un seul qubit, qui change en soi.
LâenchevĂȘtrement est la deuxiĂšme propriĂ©tĂ© quantique exploitĂ©e par lâinformatique quantique. Einstein a doutĂ© de son existence; il a Ă©crit en 1952, « un systĂšme dâillusion concoctĂ© dâĂ©lĂ©ments de pensĂ©e incohĂ©rents » en dĂ©crivant la mĂ©canique quantique Ă la suite du prĂ©sent tristement cĂ©lĂšbre article de lâEPR qui cherchait Ă faire tomber tout lâĂ©difice de la recherche mĂ©canique quantique et dĂ©crit lâenchevĂȘtrement comme une « communication effrĂ©nĂ©e ».
Deux systĂšmes quantiques sont enchevĂȘtrĂ©s si la mesure dâun systĂšme est corrĂ©lĂ©e Ă lâautre, et ces Ă©tats ne sont pas sĂ©parables.
Jâai couvert lâintrication en dĂ©tail dans cet article sur lâIonQ; cela signifie que deux particules deviennent comme des jumeaux; la mesure lâune vous donne les valeurs de lâautre. Cette propriĂ©tĂ© est fondamentale pour la programmation des ordinateurs quantiques.
Comptrage quantique
Les deux propriĂ©tĂ©s de lâenchevĂȘtrement et de la superposition forment la base de cette nouvelle forme de calcul et de dĂ©veloppement. Au dĂ©but des annĂ©es 1980, ce domaine est devenu connu sous le nom de calculabilitĂ© et Ă©tait un cours obligatoire quand jâai Ă©tudiĂ© pour mon diplĂŽme de premier cycle en mathĂ©matiques. Les chercheurs ont commencĂ© Ă explorer quels algorithmes pourraient ĂȘtre dĂ©veloppĂ©s pour fonctionner sur un ordinateur quantique si un autre Ă©tait construit. Ă lâĂ©poque, câĂ©tait une Ă©tude purement acadĂ©mique car la perspective de concevoir un tel ordinateur semblait impossible ; nous les avons appelĂ©es machines de Turing, pas des ordinateurs quantiques.
Un algorithme est un ensemble dâopĂ©rations distinctes qui doivent ĂȘtre effectuĂ©es sur un ou plusieurs qubits pour rĂ©soudre un problĂšme; lâinformation sera conservĂ©e dans les qubits au fur et Ă mesure quâelles Ă©volueront en rĂ©ponse aux opĂ©rations mises en Ćuvre sur ceux-ci. Dans lâinformatique quantique, ces opĂ©rations sont appelĂ©es portes et sont reprĂ©sentĂ©es mathĂ©matiquement par des matrices; par consĂ©quent, elle est souvent appelĂ©e calcul Ă base de grille. Lâune des opĂ©rations les plus intĂ©ressantes est lâopĂ©rateur Hadamard, si vous lâappliquez Ă la mesure 0 /0 x 1 /1, vous obtenez 1 /0 x 0/1, je le mentionne ici Ă titre dâexemple, mais il apparaĂźt plus tard dans la piĂšce.
En 1994, Peter Shore a conçu un algorithme qui pourrait factoriser dâĂ©normes nombres en facteurs premiers dans des pĂ©riodes trĂšs courtes (avec de petits nombres, câest simple; travailler Ă lâĂ©laboration que 15x5x3 ou que 330â 2x3x5x11 nâest pas une grosse affaire). Lâaffacturage de trĂšs grands nombres, composĂ©s de grands nombres premiers, est considĂ©rĂ© comme impossible sur des ordinateurs classiques de nâimporte quelle taille, car le temps nĂ©cessaire est exponentiellement Ă©levĂ©.
La factorisation par ordre de prioritĂ© Ă un grand nombre est la mĂ©thode permettant dâeffectuer en toute sĂ©curitĂ© les transactions financiĂšres en ligne. En effet, chaque fois que vous tapez les dĂ©tails de votre carte de crĂ©dit sur un site web, il est sĂ©curisĂ© Ă lâaide dâĂ©normes nombres premiers. La sĂ©curitĂ© dĂ©pend dâune duretĂ© Ă sens unique ; si vous connaissez les nombres premiers, produire le grand nombre est simple, mais si vous connaissez le grand nombre, lâĂ©laboration des nombres premiers est impossible avec les ordinateurs dâaujourdâhui. Avec lâalgorithme de Shores, le problĂšme nâest plus dur, et la finance sur Internet nâest plus sĂ©curisĂ©e.
Lâalgorithme de Shores a Ă©tĂ© le premier Ă montrer comment lâinformatique Ă portes quantiques pouvait rĂ©soudre des problĂšmes hors de portĂ©e des ordinateurs classiques. Cela a conduit Ă une explosion de travail mathĂ©matique pour trouver les algorithmes nĂ©cessaires pour rĂ©soudre de nombreux autres problĂšmes apparemment insolubles.
DĂ©finition dâun ordinateur quantique
Un ordinateur quantique doit contenir un systĂšme de qubits, tous distincts les uns des autres. Lâordinateur doit dĂ©finir la valeur initiale ou lâĂ©tat du qubit, et les qubits doivent pouvoir conserver cette valeur. Lâordinateur doit alors pouvoir appliquer une sĂ©quence dâopĂ©rations (portes) aux qubits individuels et Ă plus dâun qubit simultanĂ©ment en utilisant lâintrication. Enfin, lâordinateur doit ĂȘtre capable de mesurer le nouvel Ă©tat des qubits et de rendre compte de ses conclusions sans erreur.
Il existe une multitude dâarchitectures potentielles pour la construction dâun ordinateur quantique, et de nombreuses entreprises et universitĂ©s recherchent de nombreuses mĂ©thodes diffĂ©rentes pour atteindre cet objectif lorsque nous Ă©tudions les possibilitĂ©s, nous devrions examiner les questions suivantes.
- Est-il complet: en dâautres termes, chaque qubit individuel au sein du systĂšme peut-il ĂȘtre adressĂ© par lâordinateur?
- FidĂ©litĂ© : La capacitĂ© dâun qubit Ă rester cohĂ©rent. En termes plus simples, chaque qubit sâaccroche-t-il Ă la valeur correcte et ne change-t-il pas Ă moins que lâordinateur ne lui demande-t-il?
- StensibilitĂ©: le systĂšme peut-il Ă©voluer jusquâĂ 1 000 000 qubits?
- CohĂ©rence: le systĂšme peut-il maintenir la cohĂ©rence simultanĂ©e dâun grand nombre de qubits?
- OpĂ©rations: Combien dâopĂ©rations peuvent ĂȘtre mises en Ćuvre avant que la cohĂ©rence ne sâeffondre?
MalgrĂ© des dĂ©cennies de recherche, personne nâa encore dĂ©veloppĂ© dâordinateur pour rĂ©ussir ces cinq tests. En fait, personne nâa encore rĂ©ussi Ă passer lâĂ©tape 2. Nous sommes Ă lâĂ©poque des ordinateurs quantiques bruyants, des machines non fiables Ă lâerreur qui offrent peu dâavantages par rapport Ă ce que nous avons dĂ©jĂ , comme les ordinateurs dans les annĂ©es 1950.
Les principales approches de la construction dâun ordinateur quantique
Ici, tout est question des Qubits; il y a des milliers de possibilitĂ©s de dĂ©velopper des systĂšmes avec des propriĂ©tĂ©s de superposition et dâenchevĂȘtrement. La recherche actuelle couvre la rĂ©sonance magnĂ©tique nuclĂ©aire, les atomes neutres et la photonique, allant jusquâau centre de vide dâazote dans les diamants. Deux mĂ©thodes dominent la plupart des recherches des entreprises: les qubits dâion piĂ©gĂ©s et les qubits supraconducteurs.
Brigade de qubit supraconducteur
Les plus grandes entreprises de calcul quantique essaient de construire leurs machines en utilisant des Qubits supraconducteurs. Alphabet (GOOG), International Business Machines (IBM), Rgetti et Baidu prennent cette approche.
Un qubit supraconducteur est une boucle de nanofil contenant une paire de canels (une paire dâĂ©lectrons liĂ©s entre eux Ă basses tempĂ©ratures). Les deux extrĂ©mitĂ©s du fil sont sĂ©parĂ©es par une jonction Josephson (une mince bande de matĂ©riau non conducteur). Les sondes hyperfrĂ©quences sont attachĂ©es au qubit pour le contrĂŽler, et les Ă©lectrons peuvent tunneller Ă travers la jonction Josephson.
Un qubit efficace est formĂ©, prĂ©sentant une superposition et un enchevĂȘtrement. Toutefois, lâapproche est entravĂ©e par des erreurs.
Le qubit supraconducteur doit ĂȘtre refroidi en dessous de 10 mK (peut-ĂȘtre la tempĂ©rature la plus froide de lâunivers) et protĂ©gĂ© du reste de lâunivers. Les qubits vont dĂ©cohĂ©rer (souffler une erreur) avec le moindre changement de tempĂ©rature, le rayonnement, le magnĂ©tisme, ou un autre photon qui passe; les qubits sâinfluencent mĂȘme les uns les autres, comme leur mesure.
Les ordinateurs supraconducteurs actuels Ă©chouent les rĂšgles de 2,3, 4, 5 et 6. Les ordinateurs supraconducteurs bruyants et convainquants dâerreurs dâaujourdâhui ont du mal Ă faire un rĂ©el terrain. Les entreprises ont publiĂ© des informations suggĂ©rant des progrĂšs avec ces coudĂ©es supraconductrices, mais jusquâĂ prĂ©sent, les affirmations ont Ă©chouĂ© Ă des analyses indĂ©pendantes.
En 2020, Google a affirmĂ© que son ordinateur quantique avait gagnĂ© en suprĂ©matie quantique, pour ĂȘtre abattu par IBM dĂšs que le journal a Ă©tĂ© publiĂ©.
IBM a montrĂ© comment leur ordinateur de 127 qubits corrigĂ©s par erreur bruyante pouvait surpasser un superordinateur en juin 2023. Ils ont utilisĂ© une famille de techniques appelĂ©es attĂ©nuation des erreurs quantiques pour corriger les problĂšmes de fidĂ©litĂ© de leurs qubits. Ă bien des Ă©gards, ils ont prouvĂ© que leur systĂšme Ă©choue au point 2. En lâespace dâun mois, il a Ă©tĂ© dĂ©montrĂ© que la rĂ©alisation dâIBM Ă©tait possible sur un ordinateur classique, ce qui montre quâil nâa pas Ă©tĂ© amĂ©liorĂ© par rapport Ă ce que nous avions dĂ©jĂ .
Qubits dâion piĂ©gĂ©s
La vague D et lâIONQ (entre autres) explorent ces qubits. Les lasers ionisent les atomes (enlever un Ă©lectron), et ils sont piĂ©gĂ©s dans des champs Ă©lectriques. Dâautres lasers sont utilisĂ©s pour mesurer lâĂ©tat du qubit. Le grand avantage est que ces dispositifs nâont pas besoin dâun refroidissement extrĂȘme; ils vont travailler Ă tempĂ©rature ambiante.
Le nombre de qubits dans chacun de ces systĂšmes est trop faible pour dĂ©velopper le type de puissance de calcul nĂ©cessaire. D-Wave a dĂ©veloppĂ© son ordinateur de recuit pour les problĂšmes dâoptimisation mais Ă©choue le point 1 car les qubits ne sont pas adressables de maniĂšre indĂ©pendante, de sorte quâil ne sera jamais un ordinateur de porte rĂ©el. Il sâagit toujours dâun dispositif Quantum utile et dâapplications rĂ©elles. D-Wave continue Ă dĂ©velopper un ordinateur de portail; cependant, son dispositif de recuit actuel peut ĂȘtre suffisant pour dĂ©velopper une entreprise rentable, car il peut rĂ©soudre des problĂšmes dâoptimisation prĂ©cĂ©demment jugĂ©s inaccessibles. (Jâai abordĂ© la technologie D-Wave dans cet article)
IONQ progresse dans ce domaine; elle travaille à la réalisation de son systÚme AQ35, qui, selon lui, aura une suprématie quantique.
Cependant, le fait quâIBM pensait quâils avaient eu la suprĂ©matie quantique lâannĂ©e derniĂšre et sâils avaient Ă©tĂ© prouvĂ©s Ă tort mâinquiĂšte. Lorsque IONQ publie les rĂ©sultats de son ordinateur, la rĂ©clamation peut durer aussi longtemps que les deux rĂ©clamations de Google et dâIBM dans ce domaine.
IONQ utilise la mesure des Qubits Algorithmiques pour reprĂ©senter le nombre de qubits corrigĂ©s dâerreurs et la quantitĂ© de travail quâils peuvent effectuer. Il se peut quâils puissent atteindre la suprĂ©matie quantique avec leur petit nombre de qubits. Pourtant, ils ont rĂ©cemment perdu leur plomb scientifique et leur fondateur, et nous nâavons pas dâarticles scientifiques publiĂ©s sur la production des dispositifs IONQ Ă analyser.
Si lâIONQ AQ35 peut dĂ©livrer un calcul quantique corrigĂ© des erreurs, il sera en rapport avec la vision actuelle de la communautĂ© scientifique. Il est communĂ©ment admis quâun ordinateur quantique utile corrigĂ© des erreurs aura besoin dâun million de qubits (P65 An Applied Approach to Quantum Computing, Jack Hidary)
Nous sommes Ă lâheure des ordinateurs quantiques bruyants, et personne nâa encore rĂ©ussi Ă mettre Ă lâĂ©chelle les machines. Noyy signifie dĂ©cohĂ©rence et erreurs, les machines ne sont pas en mesure de garder leur Ă©tat suffisamment longtemps pour lâapplication rĂ©ussie dâun algorithme basĂ© sur une porte.
Microsoft et Topological Qubits
MSFT regarde les ordinateurs quantiques depuis des dĂ©cennies, ils ont essayĂ© et rejetĂ© chacune des mĂ©thodes dĂ©jĂ discutĂ©es, ne les croyant pas quâelles sont Ă©volutives dans un Ă©tat correctif.
Dans un geste audacieux, MSFT a dĂ©cidĂ© de se concentrer sur le domaine thĂ©orique des qubits topologiques et a rĂ©cemment publiĂ© des nouvelles dâune percĂ©e scientifique rĂ©volutionnaire qui pourrait les avoir sur la voie dâun saut quantique dans la puissance de calcul.
Tout ce qui est
Les ordinateurs quantiques topologiques ont lâintention dâexploiter le comportement dâun ensemble de quasi-particules connus sous le nom dâaltence. Ces particules exotiques prĂ©sentent un comportement statistique non trivial abstrait Ă partir des dĂ©tails gĂ©omĂ©triques locaux. En clair, ils rĂ©silients Ă leur environnement et bĂ©nĂ©ficient dâune protection intĂ©grĂ©e contre les erreurs.
Lâexistence de tout-tons est difficile Ă prouver ; ils nâexistent que dans des espaces bidimensionnels, ce qui les rend difficiles Ă rencontrer dans notre monde tridimensionnel, mais il nous dit oĂč regarder ; ils existeront sur des feuilles isolĂ©es dâatomes qui sont effectivement 2-dimensionnels.
Lâobjet le plus accessible Ă lâessai le plus accessible est le mode Majorana zĂ©ro. Les effets de lâutilisation de la matiĂšre sont trouvĂ©s dans les supraconducteurs Ă la matiĂšre condensĂ©e et sont une collection dâĂ©lectrons excitĂ©s. Un Ă©cart dâĂ©nergie sĂ©pare leur Ă©tat Ă©nergĂ©tique du reste du spectre. Cet Ă©cart dâĂ©nergie confĂšre Ă la M et M sa rĂ©silience aux erreurs.
LâĂ©cart dâĂ©nergie confĂšre aux qubits de M et M une cohĂ©rence protĂ©gĂ©e par le matĂ©riel que lâon ne trouve pas dans dâautres technologies de lâinformatique quantique; câest un Ă©norme avantage que MSFT pourrait exploiter pour obtenir un bond en avant de la performance des prix des actions.
Les mathématiques de la topologie
CâĂ©tait mon domaine dâĂ©tudes postuniversitaires, il couvrait la diffĂ©rence entre les formes. En topologie, un ballon de football est le mĂȘme quâun ballon de football, de baseball ou de banane. Chacune de ces formes peut ĂȘtre Ă©crasĂ©e et tirĂ©e pour faire lâautre.
Cependant, un ballon de football ne peut pas ĂȘtre transformĂ© en forme de beignet ou en anneau de mariage sans dĂ©chirer un trou au milieu, de sorte que topologiquement, les ballons et les bananes sont les mĂȘmes, mais les beignets sont diffĂ©rents.
Dans le monde en deux dimensions de M et M anyons, une voie topologique autour de lâautre est diffĂ©rente dâun chemin autour de deux personnes car vous ne pouvez pas changer lâun en lâautre sans passer par lâun des en-tĂȘtes. Ces chemins peuvent ĂȘtre utilisĂ©s pour stocker des informations et dĂ©velopper un enchevĂȘtrement topologique.
Itinéraires énergétiques (Author)
Si câĂ©tait tridimensionnel, vous pouviez dĂ©placer le chemin bleu sur le sommet de lâun des anyons rouges, et le Ă©craser Ă la mĂȘme taille que le chemin vert et les deux chemins seraient topologiquement similaires. Pourtant, en deux dimensions, les chemins sont topologiquement diffĂ©rents, câest cette diffĂ©rence qui les rend appropriĂ©s comme qubits.
Les Ă©ventuels peuvent ĂȘtre tressĂ©s pour fournir les opĂ©rations nĂ©cessaires Ă lâexĂ©cution des portes quantiques. Une sĂ©quence dâĂ©change des anyons correspondent aux opĂ©rateurs de portes logiques, les anyons sont Ă©changĂ©s entre eux les chemins commencent Ă ressembler Ă des formes comme celles-ci.
Chemins tressés (Auteur)
La nature tressĂ©e du systĂšme offre une protection supplĂ©mentaire contre les erreurs; mĂȘme si le systĂšme est soumis Ă de petites perturbations, la topologie du systĂšme nâest pas affectĂ©e. Ces perturbations entraĂźneraient des erreurs dans dâautres systĂšmes.
Les qubits topologiques nâont jamais Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ©s; leur existence Ă©tait entiĂšrement thĂ©orique.
Un quatuor de Majorana
Deux nanofils supraconducteurs avec quatre MxM seront nĂ©cessaires pour former un qubit fonctionnel; lâajout dâun troisiĂšme fil donnerait un deuxiĂšme qubit et permettrait les opĂ©rations de grille. Si MSFT peut le faire, ils auront un ordinateur quantique protĂ©gĂ© contre les erreurs et devront lâintĂ©grer en superordinateur quantique.
Cette évolution sera la prochaine étape pour Microsoft aprÚs une récente percée scientifique.
Microsoft et le progrĂšs scientifique
En 2022, MSFT a annoncĂ© la premiĂšre percĂ©e majeure dans sa quĂȘte dâun ordinateur quantique topologique.
lâĂ©quipe Azure Quantum a conçu des dispositifs qui leur permettent dâinduire une phase topologique de la matiĂšre dirigĂ©e par une paire de modes de zĂ©ro Majorana. Ces excitations quantiques nâexistent normalement pas dans la nature et doivent ĂȘtre incitĂ©es Ă apparaĂźtre dans des conditions incroyablement prĂ©cises.
En 2023, dâautres travaux publiĂ©s ont montrĂ© que MSFT avait conçu un intervalle de M et M qui avait rĂ©ussi le protocole topologique sur les lacunes, une sĂ©rie de tests conçus pour assurer la prĂ©sence dâune interruption de phase topologique de la M et M.
Cela reprĂ©sente la premiĂšre Ă©tape importante dâun superordinateur quantique tolĂ©rant aux pannes. Il sâagit dâune Ă©tape rĂ©volutionnaire qui place MSFT pour mettre la charge au dĂ©veloppement dâun superordinateur corrigĂ© des erreurs.
Ayant prouvĂ© quâils peuvent crĂ©er et contrĂŽler les modes Ă zĂ©ro Majorana, MSFT a encore beaucoup Ă faire. Selon leur feuille de route, il sâagit de lâĂ©tape 1 de 6
Feuille de route quantique (Microsoft)
Nous nâavons pas de calendrier pour aller avec cette feuille de route, mais on peut dire que la fin de la carte est dans la prochaine dĂ©cennie, pas celle-ci, mais cela ne signifie pas que lâinformatique quantique ne sera pas un important gĂ©nĂ©rateur de revenus pour Microsoft avant cette date. Une gĂ©nĂ©ration de revenus considĂ©rable arrivera probablement de nombreuses annĂ©es avant le premier superordinateur quantique.
ĂlĂ©ments quantiques azur.
En juin 2023, MSFT a annoncĂ© lâavant-premiĂšre des Ă©lĂ©ments Azure Quantum. Il contient trois points essentiels.
- IntĂ©gration de la derniĂšre intelligence artificielle de calcul haute performance (HPC) et de lâinformatique quantique actuellement disponible.
- Lâajout de Co-Pilot Ă Azure Quantum fournit une interface en langage naturel qui peut Ă©crire du code et exĂ©cuter des simulations quantiques.
- La feuille de route de Microsoft pour un superordinateur quantique.
Microsoft est en train de suivre une voie de dĂ©veloppement parallĂšle. Dâune part, il dĂ©veloppe le matĂ©riel supraconducteur. Dâautre part, il fournit une simulation dâIA HPC quantique (exploitations de portes fonctionnant sur des ordinateurs classiques) qui permet aux utilisateurs de se prĂ©parer pour lâavenir et de commencer Ă tirer parti de la programmation des portes quantiques.
IntĂ©gration du CHP, de lâIA et du Quantum
Apprendre une nouvelle façon de programmer nâest pas simple ; le niveau de mathĂ©matiques nĂ©cessaire pour appliquer lâinformatique de la porte quantique sera au-delĂ de nombreux programmeurs, mais MSFT Azure Quantum prĂ©pare les gens Ă lâarrivĂ©e des superordinateurs quantiques. Le copilote Azure peut Ă©crire le code quand vous lui dites ce que vous voulez et peut expliquer ce qui se passe
Ceci est lâimage Ă partir de la page dâapprentissage de lâinformatique quantique sur Azure,
il montre lâutilisation de la superposition en notation dirac dans les lignes 3 et 4
Lignes (SMFT Azure Quantique)
La ligne 10 montre comment nous traitons un Qubit individuel.
La ligne 13 montre comment nous appliquons une opĂ©ration de porte Ă ce qubit, avec une seule lettre pour le type dâopĂ©ration.
La ligne 4 montre comment nous mesurons le qubit
Et enfin, la ligne 19 illustre comment nous ramenons le qubit Ă son Ă©tat initial.
Plus de lignes (Quantum Azure)
Azure permet aux gens dâĂ©crire, de compiler et dâexĂ©cuter des programmes de portes quantiques directement dans le navigateur. Il donne accĂšs aux ordinateurs quantiques actuels de plusieurs fournisseurs, dont IonQ, Rigetti, Quantinuum, QCI et Pasqal.
Il nây a guĂšre besoin dâutiliser des ordinateurs quantiques, car MSFT fournit une simulation qui fonctionne sur des ordinateurs classiques. Cette simulation a connu un Ă©norme succĂšs ; elle utilise lâinformatique Ă portes quantiques, mais pas les ordinateurs quantiques, sa puissance est surprenante.
HPC, AI et résultats de la programmation informatique quantique
Le 9 janvier, le MSFT a publiĂ© un communiquĂ© de presse explorant une expĂ©rience rĂ©cente de lâĂ©quipe Quantum pour dĂ©velopper un nouveau matĂ©riau de batterie. LâĂ©quipe a commencĂ© avec plus de 30 millions de matĂ©riaux candidats. Ceux-ci ont Ă©tĂ© identifiĂ©s en changeant les Ă©lĂ©ments dans les structures cristallines connues avec dâautres membres du tableau pĂ©riodique. Le systĂšme Azure a utilisĂ© ses simulations chimiques dâIA pour cribler des produits chimiques qui seraient probablement instables, laissant 500 000 candidats. Dâautres criblages avec lâIA ont tentĂ© de prĂ©dire la capacitĂ© de stockage Ă©lectrique, rĂ©duisant le nombre Ă 800. Ces 800 candidats ont Ă©tĂ© sĂ©lectionnĂ©s Ă lâaide de modĂšles dâIA basĂ©s sur la physique. Les candidats rĂ©ussissent Ă passer ce test ont subi un processus de sĂ©lection supplĂ©mentaire en utilisant la technique de dĂ©pistage plus lente et plus traditionnelle des calculs de force, laissant 150 candidats prometteurs. Une sĂ©rie supplĂ©mentaire de dĂ©pistage a Ă©liminĂ© tous les composĂ©s connus et les produits chimiques rares ou indisponibles.
La liste finale comprenait 20 documents candidats amenĂ©s au laboratoire. Lâensemble de lâexercice a Ă©tĂ© achevĂ© en une semaine.
AprĂšs dâautres dĂ©pistages, les 20 candidats ont Ă©tĂ© rĂ©duits Ă 1 par PNNL, en utilisant les humains pour examiner la structure des candidats potentiels. Le candidat principal a Ă©tĂ© synthĂ©tisĂ© et testĂ©. Il sâest avĂ©rĂ© ĂȘtre un nouvel Ă©lectrolyte de batterie viable, utilisant 70 % de lithium de moins que les batteries existantes.
Azure Quantum et lâIA sont inextricablement liĂ©s. Le copilote MSFT permettra aux gens dâĂ©crire du code de calcul de la porte quantique facilement et intuitivement. Lâinformatique Ă la porte quantique fonctionnant dans un environnement simulĂ© a prouvĂ© son utilitĂ© et les entreprises ne voudront pas manquer le potentiel de cet outil de recherche avant mĂȘme lâarrivĂ©e du matĂ©riel informatique quantique.
Azure est déjà une division importante et en croissance rapide au sein de Microsoft.
« Les revenus des produits et des services en nuage ont augmentĂ© de 22 % (en hausse de 20 % en monnaie constante) grĂące Ă la croissance des revenus dâAzure et dâautres services en nuage de 30 % (en hausse de 28 % en monnaie constante) » (MSFT : 2024 8-K, 2024-1-30).
Conclusion
MSFT poursuit lâinformatique quantique topologique par opposition Ă la concurrence. Des percĂ©es scientifiques rĂ©centes suggĂšrent que Microsoft pourrait ĂȘtre en voie de dĂ©velopper des qubits tolĂ©rants aux failles, ce qui lui confĂšre un avantage technologique significatif et durable par rapport Ă ses pairs.
MSFT a dĂ©montrĂ© que son offre dâinformatique en nuage Quantum Azure peut fournir des avancĂ©es techniques fondamentales Ă lâindustrie. Lâoutil de programmation Azure Quantum, Microsoft advanced AI et le copilote Azure permettront aux gens de dĂ©velopper des algorithmes informatiques de porte avancĂ©s, dont beaucoup fonctionneront sur la plateforme de simulation quantique fournie par Azure dans le cloud.
Quantum Azure permet aux chercheurs dâapprendre les outils nĂ©cessaires Ă lâinformatique quantique et dâexĂ©cuter des algorithmes sur des simulations MSFT ou des ordinateurs quantiques bruyants dâautres fabricants. MSFT a prouvĂ© que des tĂąches avancĂ©es hors de portĂ©e des ordinateurs classiques peuvent ĂȘtre traitĂ©es avec ses outils dâIA et son simulateur quantique en dĂ©veloppant un nouvel Ă©lectrolyte de batterie viable.
Azure est dĂ©jĂ le moteur dâune croissance significative des revenus pour les services basĂ©s sur lâinformatique en nuage de Microsoft, et lâajout rĂ©cent de Quantum Azure pourrait encore augmenter, conduisant Ă un bond en avant dans les recettes lorsquâils dĂ©veloppent des superordinateurs quantiques tolĂ©rants aux pannes.