IBM a présenté hier sa feuille de route vers Quantum Starling, un ordinateur quantique à grande échelle et tolérant aux erreurs. Ce système, annoncé comme capable d’exécuter 20 000 fois plus d’opérations que les machines quantiques actuelles, sera construit dans son tout nouveau datacenter quantique installé à Poughkeepsie, dans l’État de New York.
Prévu pour 2029, Quantum Starling devrait intégrer 200 qubits logiques et permettre l’exécution de 100 millions d’opérations quantiques. Il constituera la base du futur système "Blue Jay", qui visera le milliard d’opérations grâce à 2 000 qubits logiques.
Un qubit logique est une unité de calcul construite à partir de plusieurs qubits physiques. Ensemble, ces qubits coopèrent pour stocker une information quantique tout en corrigeant activement les erreurs susceptibles de perturber le calcul. Ce mécanisme est essentiel, car les ordinateurs quantiques actuels restent limités à la fois par le faible nombre de qubits logiques disponibles et par un taux d’erreur élevé, qui rend difficile l’exécution fiable de circuits complexes.
Pour franchir ce cap, IBM s’appuie sur les codes de correction d’erreurs "quantum Low-Density Parity Check" (qLDPC), récemment mis en lumière dans Nature. Ces codes permettent de réduire de jusqu’à 90 % le nombre de qubits physiques nécessaires à la correction d’erreurs, comparativement aux approches classiques, ouvrant ainsi la voie à une mise à l’échelle plus réaliste des architectures quantiques.
Une étape vers l'avantage quantique
Grâce à ses processeurs Quantum Eagle et Quantum Heron, IBM a démontré que ses systèmes quantiques pouvaient exécuter certaines classes de calculs avec une efficacité supérieure à celle des ordinateurs classiques.
Le développement de Quantum Starling s’appuiera sur leurs successeurs. IBM prévoit ainsi, dès 2025, le déploiement du processeur " Quantum Loon", conçu pour valider les éléments clés de l’architecture qLDPC, en particulier les "coupleurs de type C", qui assurent des connexions longue distance entre qubits sur une même puce.
En 2026, le processeur "Quantum Kookaburra" introduira la première architecture modulaire complète, associant mémoire quantique et logique de calcul. Cette modularité sera étendue en 2027 avec "Quantum Cockatoo", qui utilisera des "coupleurs de type L" pour interconnecter deux modules Kookaburra de manière stable. L’ensemble prépare la transition vers des systèmes multipuces capables d’exécuter des circuits quantiques complexes dans des conditions d’efficacité énergétique et d’intégration optimisées.
Les domaines applicatifs ciblés comprennent la modélisation moléculaire, la découverte de nouveaux matériaux, la chimie quantique ou encore l’optimisation à grande échelle. Autant de champs où les besoins en puissance de calcul dépassent aujourd’hui les capacités des machines existantes, et où la stabilité des calculs requiert des architectures quantiques véritablement tolérantes aux erreurs.
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