Cisco et IBM ensemble pour un grand réseau informatique quantique
IBM et Cisco unissent leurs forces pour créer un vaste réseau informatique quantique. Et dynamiser le développement de l’avenir quantique.
Le réseau distribué pourrait jeter les bases d'un Internet de l'informatique quantiquedéfini par des ordinateurs, des capteurs et des communications pour le calcul intensif, attendu d'ici les années 2030.
La première preuve de concept d’ici 5 ans
IBM et Cisco prévoient d'introduire le premier preuve de concept d'un réseau réunissant de grands ordinateurs quantiques individuels et tolérants aux pannes, « d'ici cinq ans », explique Jay Gambetta, directeur d'IBM Research et d'IBMFellow, « leur permettant de travailler ensemble pour effectuer des calculs sur des dizaines ou des centaines de milliers de qubits ».
Ce réseau permettra d'effectuer des tâches et des calculs en utilisant potentiellement des milliards de portes quantiques, les opérations d'intrication fondamentales nécessaires aux applications quantiques révolutionnaires, telles que la résolution de problèmes d'optimisation à grande échelle ou la conception de matériaux et de médicaments complexes.
La feuille de route IBM et Cisco
Gambetta note : « notre feuille de route prévoit de créer des ordinateurs quantiques à grande échelle et tolérants aux pannes d'ici la fin de la prochaine décennie ». Grâce à cette nouvelle collaboration avec Cisco, « nous avons l'intention de comprendre comment étendre davantage la puissance de calcul quantique. Et à mesure que nous créons l'avenir de l'informatique, notre vision repoussera les limites de ce que les ordinateurs quantiques peuvent faire au sein d'une architecture informatique haute performance ».
Car atteindre la pleine maturité de l’informatique quantique ne signifie pas seulement créer des machines individuelles plus puissantes, mais aussi les connecter les unes aux autres.
IBM « développe des ordinateurs quantiques pour étendre leurs capacités, tandis que nous fournissons la mise en réseau quantique nécessaire pour les faire fonctionner en réseau », souligne Vijoy Pandey, directeur général d'Outshift chez Cisco : « ensemble, nous abordons cette question comme un système complet, comprenant le matériel pour connecter les ordinateurs quantiques, les logiciels pour effectuer des calculs distribués et l'intelligence réseau qui assure leur bon fonctionnement ».
Un réseau informatique quantique distribué
La vision de Cisco pour un centre de données quantique repose sur une architecture de réseau qui pourrait faire de l'informatique quantique distribuée une réalité dans un avenir proche. Cette vision comprend toute une pile matérielle et logicielle conçue pour préserver les états quantiques fragiles, distribuer les ressources d’intrication, faciliter les télécommunications entre ordinateurs quantiques et synchroniser les opérations avec une précision inférieure à la nanoseconde.
Pour faire évoluer le lien entre deux ordinateurs quantiques distincts mais physiquement proches, IBM et Cisco prévoient d'explorer les possibilités de transmission de qubits sur de plus longues distances, par exemple entre différents bâtiments ou centres de données. Pour atteindre cet objectif, les entreprises étudieront les technologies basées sur des photons optiques et des transducteurs optiques micro-ondes, en évaluant comment les intégrer dans un réseau quantique pour transférer les informations selon les besoins.
Les nouvelles technologies à créer
Connecter plusieurs ordinateurs quantiques ensemble nécessitera une interface adaptée. Pour cela, IBM prévoit de créer une unité de réseau quantique (QNU) qui agira comme une interface avec l'unité de traitement quantique (QPU), avec pour tâche spécifique de transformer les informations quantiques stationnaires du QPU en informations quantiques « volantes » via le QNU, afin qu'elles puissent ensuite être connectées à plusieurs ordinateurs quantiques via le réseau dédié.
Pour rendre ces plans possibles, Cisco développe un cadre logiciel à grande vitesse capable de reconfigurer continuellement et dynamiquement les chemins réseau, de manière à distribuer l'intrication aux QNU à mesure qu'ils terminent leurs calculs partiels.
Le futur Internet quantique
Les deux sociétés ont l'intention d'explorer comment un pont réseau, composé de nouveau matériel et de logiciels open source, pourrait utiliser les nœuds de réseau quantique Cisco pour connecter de nombreux QPU IBM au sein d'un centre de données via l'interface QNU.
À l’avenir, cette approche pourrait être étendue pour connecter des QPU entre plusieurs centres de données, étendant ainsi un réseau quantique plus vaste sur de plus longues distances et jetant les bases d’un futur Internet quantique.
Les ordinateurs IBM connectés à cette architecture pourraient gérer des charges de travail extrêmement complexes sur le plan informatique, y compris celles nécessitant des ressources informatiques hautes performances dans le cadre d'un cadre de calcul intensif centré sur l'informatique quantique.
Les fondements d’un développement exponentiel
La création d’un réseau informatique quantique distribué et évolutif ouvrira la voie à un espace informatique exponentiellement plus grand.
Un Internet quantique ouvrirait la voie à un avenir dans lequel de nombreuses technologies quantiques distribuées, telles que les ordinateurs, les capteurs et les systèmes de communication quantique, seraient connectées les unes aux autres et partageraient des informations sur de grandes distances, par exemple au sein d’une zone métropolitaine et, éventuellement, à l’échelle planétaire.
Cette vision ambitieuse pourrait ouvrir de nouvelles possibilités, comme des communications ultra-sécurisées sur de grandes quantités de données ou une surveillance précise du climat, de la météo et de l’activité sismique à l’échelle planétaire.
