Le calculateur quantique de Dwave

Pour répondre à PK à propos du talk de Amin (Dwave) au MIT (mentionné sur le blog de Scott Aaronson: oui j'ai regretté de ne pas y être. Mais bon, contrairement au chat de Schrödinger, je ne peux pas être dans |ENS Lyon> + |MIT>. Ceci étant, les transparents de ce séminaire sont disponibles en ligne depuis le blog de Geordie Rose, le fondateur de Dwave. Cette entreprise s'est rendue célèbre par l'annonce de la réalisation d'un ordinateur quantique comportant 16 qubits supraconducteurs. Cette annonce a été suivie par un certain nombre de "démonstrations" d'applications qui, à certains stades, utiliseraient l'exécution d'un "algorithme quantique" sur l'appareil en question. Vous remarquerez que j'emploie des " "... En effet, au jour d'aujourd'hui, ce qu'accomplit l'appareil construit par Dwave n'est pas clair pour moi (ni pour grand monde hors de Dwave). Le séminaire du MIT présente un énorme avantage: en le parcourant, je vois que c'est un langage que je comprend à peu près. Cela étant, cela ne veut pas dire que je peux émettre un avis autorisé là maintenant sur la validité du travail de Dwave. Moyennant un certain travail, je pourrais dire si ce qui est sur les transparents tient la route mais c'est juste une toute petite partie de ce qui est potentiellement utilisé par Dwave. Autant que je puisse en juger, la technologie hardware semble relativement conventionnels: ce sont des qubits supraconducteurs d'un type voisin de ceux que j'ai étudié ces dernières années. Sur le blog de Georgie Rose, j'ai trouvé une photo d'une des puces qu'ils utilisent. En revanche, Dwave les utilise dans un régime particulier appelé régime adiabatique. Dans ce régime, on fait varier les paramètres de contrôle du système assez lentement pour que l'état quantique du dispositif suive un chemin particulier qui nous amène de l'état initial à l'état correspondant au résultat de l'algorithme quantique désiré. C'est ce qu'on appelle le calcul quantique adiabatique, introduit en 2001 par Edward Fahri, un professeur du MIT qui était présent au séminaire. Evidemment, les qubits supraconducteurs ne sont pas des systèmes idéaux. Ils sont couplés à tout un tas de degrés de liberté environnementaux. D'une part il y a les circuits de contrôle et de mesure mais aussi les imperfections du dispositif (typiquement des défauts dans la structure des matériaux qui constituent les "composants" implémentés sur le chip). Ces degrés de liberté constituent autant de canaux de fuite pour l'information quantique et sont donc sources d'erreurs. On appelle cela la décohérence. Il faut comprendre que en un sens, un calculateur quantique ressemble ç un calculateur analogique par sa sensibilité aux erreurs. Dans une architecture "classique" de calcul quantique, ces erreurs sont encore trop importantes pour permettre l'execution d'algorithmes complexes. En gros, on en est à peine à faire des opérations quantiques sur deux qubits. La plupart des implémentations ont des performances comparables et c'est pour cela que vous ne trouverez pas d'ordinateur quantique chez Darty. Chez Dwave, ils veulent utiliser le calcul quantique adiabatique. Or dans ce cas, ce n'est pas clair pour moi quelles sont les limitations de la décohérence dans ce contexte. C'est l'objet du séminaire et donc je vais essayer de regarder ces transparents par exemple pendant que je serai au Portugal (du 3 au 7 décembre). Après je pourrais peut être vous en dire plus...