Nous sommes entrés dans le laboratoire quantique d’IQM pour assister à une nouvelle frontière informatique

«L’avenir est là», déclare un signe de néon éclatant à l’entrée du centre de données quantique d’IQM à Munich. C’est une affirmation audacieuse – mais une startup basée en Finlande est déterminée à remplir.

À droite du panneau d’entrée se dresse une lourde porte bleue en métal. Mon hôte, physicien Frank Deppe, La tête de la technologie de l’unité de traitement quantique d’IQM (QPU), m’interprète à l’intérieur.

Ouvert l’année dernière dans le cadre de l’expansion européenne d’IQM, l’installation accueille six ordinateurs quantiques supraconducteurs à la pointe de la technologie – utilisés pour les propres recherches de l’entreprise et offert en tant que service basé sur le cloud aux scientifiques du monde entier.

Mon impression initiale est le son – Un ronronnement bas et régulier ponctué par un bruit de pompage rythmique bizarre. Je découvrirais plus tard que c’était le rythme cardiaque d’un ordinateur quantique.

La pièce maîtresse du centre de données, cependant, est les cryostats – les structures de type lustre doré qui sont devenues synonymes de calcul quantique dans l’imagination publique.

Les cryostats sont constitués d’un système complexe de câblage en laiton et en cuivre plaqué or qui canalise les signaux micro-ondes jusqu’au QPU ou «puce», qui se trouve juste au bas du lustre. Ces impulsions micro-ondes permettent aux scientifiques de contrôler et de manipuler les qubits sur la puce et, à leur tour, d’exécuter des algorithmes pour effectuer des calculs quantiques.

Pour que tout cela fonctionne, cependant, les ordinateurs quantiques supraconducteurs doivent être refroidis pour près du zéro absolu (ou -273.15 degrés Celsius). Cela fait des machines comme celles-ci parmi les endroits les plus froids de l’univers connu.

Les qubits, qui sont les unités de base de l’information dans un ordinateur quantique, sont incroyablement sensibles – à la chaleur, aux vibrations, aux particules errantes ou aux signaux électromagnétiques. Même la moindre perturbation peut provoquer des erreurs ou éliminer complètement les informations, dit Frank, faisant un geste autour de nous comme s’il pouvait voir les vagues et les particules voler dans la pièce.

À des températures ultra-froides, cependant, les matériaux supraconducteurs perdent toute résistance électrique, permettant aux qubits de maintenir leurs propriétés quantiques délicates. Mais ultra-froid ne suffit pas – les qubits ont également besoin d’isolement presque parfait des autres particules dans l’air. C’est pourquoi les cryostats sont placés dans une chambre à vide métallique épaisse, qui aide à protéger les qubits de l’interférence.

Chaque machine est prise en charge par un matériel industriel sérieux. L’un des plus grands équipements du laboratoire est le système de cryogénie. Comprenant un réseau de compresseurs, de réservoirs, de pompes et de tuyaux, son travail consiste à transférer l’hélium liquide pour super cool le cryostat. Le compresseur d’hélium produit le son rythmique distinctif d’un ordinateur quantique – le cryostat lui-même est complètement silencieux.

Ensuite, il y a les serveurs, placés à côté de chaque cryostat. Ils fournissent l’infrastructure précise de contrôle et de support qui permet aux systèmes quantiques délicats de fonctionner efficacement. Ils produisent également les impulsions micro-ondes spécifiques nécessaires pour maintenir les qubits stables.

Oui, même les ordinateurs quantiques du futur auront besoin d’ordinateurs classiques pour fonctionner, dit Frank.

J’ai été étonné par la quantité extraordinaire d’infrastructures nécessaires pour alimenter une puce quantique à peine plus grande que mon ongle. Mais toute cette technologie est essentielle – elle protège les qubits fragiles tout en permettant leur manipulation.

«Vous devez isoler les qubits de l’environnement – mais les contrôler toujours», explique Frank. «C’est le paradoxe d’ingénierie de l’informatique quantique.»

Appuyant sur le monde subatomique de mécanique quantique – avec des phénomènes tels que superposition Et enchevêtrement – effectuer des calculs utiles est l’un des défis les plus difficiles de la science moderne. Ce sont des chercheurs déroutés depuis des décennies. Mais maintenant, après des années de progrès réguliers, nous sommes plus proche que jamais aux applications potentiellement changeantes du monde – et les gains pourraient être énormes.

Vers l’avantage quantique

Les ordinateurs quantiques du futur devraient résoudre des problèmes qui sont bien hors de portée des superordinateurs les plus puissants d’aujourd’hui – un point connu sous le nom de «avantage quantique». Ces machines pourraient simuler des molécules complexes pour la découverte de médicaments, concevoir de nouveaux matériaux à partir du niveau atomique vers le haut et révolutionner la logistique et la finance en interrompant des problèmes d’optimisation massifs. Ils pourraient aussi Brisez tout le cryptage Internet sur ce que l’on appelle Q-Du – Il y a donc aussi des risques.

Cependant, la plupart des experts conviennent que nous aurons besoin d’un système de 1 million de qubit et au-delà pour faire ce type de calculs – et c’est toujours loin.

Nous sommes actuellement dans ce qui est connu comme l’ère bruyante quantique à l’échelle intermédiaire (NISQ), où nous avons de petits ordinateurs quantiques qui peuvent exécuter de vraies expériences mais sont toujours trop «bruyants» et sujets aux erreurs pour faire quelque chose de vraiment révolutionnaire.

Les processeurs quantiques d’IQM varient actuellement de six à 50 qubits. L’année prochaine, il devrait publier un plus grand système de 54 à 150 qubit appelé Radiance, qui, selon lui, «ouvrira la voie» à l’avantage quantique – lorsqu’un ordinateur quantique peut résoudre un problème qu’aucun ordinateur classique ne peut). La société espère produire un système de 1 million de qubit d’ici 2033.

Basée à Helsinki, IQM a construit une entreprise basée sur l’aide aux chercheurs à s’entraîner et à naviguer dans des systèmes plus petits avant les plus grands disponibles dans le commerce. En utilisant ces machines, les scientifiques peuvent déjà explorer des algorithmes quantiques, développer du matériel et des solutions prototypes pour des problèmes spécifiques tels que la modélisation du climat ou la découverte de médicaments.

Fondée en 2018, IQM a recueilli 210 millions de dollars à ce jour, ce qui en fait la deuxième société informatique quantique la mieux financée d’Europe. Selon Bloomberg, la startup est également en pourparlers pour lever plus de 200 millions de dollars en capital frais, ce qui porterait son total à plus de 400 millions de dollars. En juin, le co-fondateur et PDG de la société, Jan Goetz, partagera sa vision de l’avenir quantique de l’Europe à Conférence TNW.

Situé en Finlande Écosystème de démarrage quantique prospèreIQM a construit plus de 30 ordinateurs quantiques à pile complète à ce jour dans son installation à Espoo, à l’ouest de la Capital, Helsinki. Ce site abrite également la seule usine de puce quantique privée d’Europe.

Inés de Vega, vice-président de l’innovation chez IQM, a déclaré à TNW que ses processeurs quantiques ont «similaire, sinon mieux, performance en termes de fidélités »que Ibmsouvent considéré comme le leader mondial de la technologie quantique. Fidelity fait référence à la précision avec laquelle un ordinateur quantique peut effectuer des opérations sur Qubits sans introduire des erreurs – une mesure critique pour créer des systèmes quantiques fiables et évolutifs.

Bien que l’IQM soit l’une des startups quantiques les plus importantes d’Europe, c’est loin d’être seul. Il y a actuellement 122 sociétés informatiques quantiques sur le continent, avec une valeur combinée de près de 13 milliards de dollars, selon les données de la salle d’opération.

Le Quantnuum basé au Royaume-Uni est le mieux financé, ayant collecté 647 millions de dollars dans un Évaluation de 5 milliards de dollars. Au lieu d’utiliser des circuits supraconducteurs super refroidis, Quantine Développe des ordinateurs quantiques d’ion piégés, qui utilisent des atomes chargés électriquement contrôlés par des lasers pour les qubits. Les autres gros coups européens comprennent la startup française Pasqal et les circuits quantiques d’Oxford britanniques.

Aux États-Unis, les géants de la technologie tels que IBM, Google, Amazon, Microsoft et Intel, ainsi que des startups bien financées comme Psiquantum, sont toutes courantes pour augmenter leurs propres ordinateurs quantiques et réduire les taux d’erreur.

À l’échelle mondiale, plus de 30 gouvernements ont promis plus de 40 milliards de dollars de financement public pour les technologies quantiques, qui pourraient être déployées au cours de la prochaine décennie.

Les secteurs privés et publics poursuivent le Saint Graal: un ordinateur quantique tolérant aux pannes – un puissant et stable pour exécuter des algorithmes complexes avec des erreurs minimales. IQM vise à y arriver d’ici 2030, selon sa feuille de route accessible au public.

L’estimation de l’IQM est du côté optimiste. En février, le PDG de Google, Sundar Pichai, a déclaré qu’il pensait que les ordinateurs quantiques «pratiquement utiles» étaient dans cinq à 10 ans. Un mois plus tôt, Jensen Huang de Nvidia a suggéré que nous étions encore à au moins 15 ans – un commentaire qui a envoyé des stocks quantiques dégringolants.

La vérité est que personne ne sait exactement quand nous y arriverons. Mais une chose est claire: atteindre la ligne d’arrivée quantique exigera des années d’expérimentation, d’itération et de percées d’ingénierie. Ce travail est déjà en cours dans des laboratoires tels que IQM, où les limites de la physique sont poussées, une qubit à la fois.

À Conférence TNW Le 19 juin, le PDG et co-fondateur de l’IQM, Jan Goetz une table ronde Intitulé «Race quantique: l’Europe peut-elle garantir le leadership en quantum?» Les billets pour l’événement sont Maintenant en vente. Utilisez le code TNWXMedia2025 à la caisse pour obtenir 30% de réduction sur le prix.