L’informatique quantique pourrait un jour rendre obsolètes les méthodes actuelles de cryptage.
Amazon entre officiellement dans la course au développement d’un ordinateur quantique, rejoignant ainsi ses rivaux américains et chinois dans la quête visant à exploiter les propriétés des plus petites particules de la nature pour obtenir une puissance de calcul dépassant de loin les machines existantes.
Amazon basera son équipe quantique dans un nouveau centre sur le campus de Caltech à Pasadena, en Californie, qui ouvre officiellement cette semaine. Caltech l’a décrit comme le premier « bâtiment de partenariat d’entreprise » sur le campus de l’université, montrant « l’intérêt de Caltech à apporter la science fondamentale au marché ».
L’investissement reflète l’intérêt croissant des entreprises pour les ordinateurs quantiques, qui en sont encore à un stade précoce de développement mais qui pourraient un jour résoudre des problèmes que les ordinateurs actuels ne peuvent pas résoudre, comme l’identification de nouveaux matériaux pour capturer et éliminer le dioxyde de carbone de l’atmosphère, ou de nouveaux composés chimiques pour traiter des maladies incurables.
Dans le domaine de la défense, certains scientifiques pensent que les ordinateurs quantiques pourraient un jour être capables de briser les formes actuelles de cryptage, ce qui en fait une priorité de développement pour les États-Unis, la Chine et d’autres pays.
Les États-Unis élaborent même un plan pour construire un Internet quantique qui pourrait être inviolable.
Les ordinateurs actuels stockent, traitent et transmettent des données en les décomposant en longs flux de bits, qui sont généralement des impulsions électriques ou optiques représentant un zéro ou un un.
Les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques, ou qubits, qui possèdent les pouvoirs spéciaux des plus petites particules de l’univers : ils peuvent exister sous forme de zéros et de uns en même temps, ou dans n’importe quelle position intermédiaire, une flexibilité qui leur donne la possibilité d’effectuer de nombreux calculs simultanément.
Un qubit peut être une particule quantique réelle, comme un atome, un photon ou un électron. Il peut aussi s’agir d’un minuscule circuit électrique sur une puce qui imite les propriétés de ces particules.
Google, IBM, Honeywell, Microsoft et des start-ups telles que IonQ mènent la course américaine à la construction de ces machines, aux côtés d’un certain nombre d’universités qui mènent des recherches plus fondamentales. En Chine, les groupes de recherche universitaires de Shanghai et de Hefei sont le fer de lance de ces travaux, soutenus par d’importants investissements publics.
Au cours des deux dernières années, Google et l’Université des sciences et technologies de Chine ont publié des articles affirmant avoir atteint la « suprématie quantique », ce qui signifie que leurs ordinateurs quantiques expérimentaux ont pu résoudre un calcul particulier qui aurait mis en échec les ordinateurs existants. Google, par exemple, a déclaré que son ordinateur quantique avait mis moins de trois minutes et demie pour effectuer un calcul qui aurait pris 10 000 ans à l’ordinateur classique le plus puissant de la planète.
Si ces annonces ont fait la une des journaux, les scientifiques estiment qu’il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que les ordinateurs quantiques ne soient prêts à résoudre des problèmes à grande échelle.
Un problème majeur : Les Qubits sont capricieux et ont la propension à cesser de fonctionner à la moindre perturbation, comme un changement mineur de température.
« D’ici la fin de la décennie, on pourrait commencer à voir des machines capables de s’attaquer à des problèmes intéressants… auxquels on ne pourrait pas s’attaquer avec les technologies existantes », a déclaré Oskar Painter, qui a pris congé de son poste de professeur de physique à Caltech il y a deux ans pour rejoindre Amazon et participer à la création du nouveau centre.
De gauche à droite : Oskar Painter, responsable du matériel quantique ; Bill Vass, vice-président de la technologie d’Amazon Web Services ; et Fernando Brandao, responsable des algorithmes quantiques. (Amazon)
Amazon Web Services, la division informatique dans le Cloud de l’entreprise, offre déjà à ses clients l’accès aux premiers ordinateurs quantiques développés par d’autres entreprises, dont IonQ. Elle essaie maintenant de développer les siens.
Amazon a loué un terrain à Caltech pour construire le centre de recherche, dont la société est propriétaire et qu’elle exploite. Oskar Painter et un autre professeur de Caltech, Fernando Brandao, qui a également pris un congé pour rejoindre Amazon, y dirigent les recherches.
Selon les physiciens, l’entreprise bénéficiera grandement de l’accès à la communauté Caltech. « C’est vraiment l’un des meilleurs endroits sur Terre pour l’informatique quantique », a déclaré Fernando Brandao.
Il a ajouté que Caltech bénéficierait également du fait que les universitaires ont besoin des poches profondes de l’industrie pour faire évoluer les machines quantiques. « Ce n’est pas bon marché, ce n’est pas facile à faire », a-t-il déclaré. « Ce n’est pas quelque chose que les gens peuvent faire uniquement dans les universités. Nous avons donc besoin de l’industrie à ce niveau. »
Les deux parties ont refusé de dire combien Amazon paie en loyer. Amazon apporte un soutien financier à la recherche quantique et nanoscientifique à Caltech par le biais de « bourses d’études et postdoctorales, d’accords de recherche sponsorisés et de fonds d’infrastructure pour l’installation nanoscientifique de Caltech », a déclaré l’université. Amazon et Caltech ont refusé de quantifier ce financement.
Amazon sera propriétaire de toute propriété intellectuelle générée par les travaux effectués dans son bâtiment, tandis que la propriété intellectuelle générée par Caltech dans le cadre de projets de recherche parrainés par Amazon appartiendra à l’université, ont déclaré les deux parties. Dans certains cas, elles partageront la propriété intellectuelle.
Bon nombre des scientifiques qu’Amazon a embauchés pour le centre – l’entreprise refuse de dire quelle est la taille du personnel – viennent d’autres universités et entreprises, ce qui donnera aux professeurs et aux étudiants de Caltech l’accès à une nouvelle matière grise, a déclaré John Preskill, professeur de physique théorique à Caltech qui est devenu un boursier d’Amazon en 2020, s’engageant à travailler un jour par semaine sur les efforts quantiques d’Amazon.
« Ils embauchent des scientifiques de classe mondiale », a déclaré John Preskill. L’interaction « a été bonne pour m’élargir scientifiquement et pour notre groupe ».
La technologie quantique suscite une activité commerciale sur un certain nombre de campus américains. Au début de cette année, l’Université de Chicago et plusieurs partenaires ont lancé le premier programme national de soutien aux jeunes entreprises de technologie quantique, appelé Duality. Ce mois-ci, Amazon s’est engagé à fournir plus d’un million de dollars en financement et en soutien en nature au programme, a indiqué l’université.
L’université du Maryland, quant à elle, abrite les bureaux de IonQ, la start-up cofondée par l’un des physiciens de l’université. L’université a également lancé récemment la Quantum Startup Foundry pour soutenir les nouvelles entreprises dans ce domaine.
https://www.washingtonpost.com/technology/2021/10/26/amazon-quantum-computer-caltech/
https://www.caltech.edu/about/news/caltech-and-amazon-partner-to-create-new-hub-of-quantum-computing
https://jqi.umd.edu/glossary/qubit
https://uwaterloo.ca/institute-for-quantum-computing/quantum-computing-101
