Informatique quantique : Toyota s’allie à l’Israélien Quantum Machines

Le géant japonais de l’automobile Toyota a fait appel à la société israélienne Quantum Machines, par l’intermédiaire de sa branche commerciale Toyota Tsusho Corporation, pour un partenariat qui permettra de développer les futures capacités quantiques et d’offrir aux clients japonais de la multinationale un accès aux technologies quantiques, ont déclaré les parties au début du mois de juillet.

Fondée en 2018 par des experts primés en électronique quantique, les docteurs Itamar Sivan, Yonatan Cohen et Nissim Ofek, Quantum Machines a construit la plateforme d’orchestration quantique (QOP), une solution matérielle et logicielle pour exploiter des systèmes quantiques afin de faciliter la recherche et de permettre de futures percées.

Elle a également développé le QUA, un langage universel standard pour les ordinateurs quantiques qui, selon la start-up, permettra aux chercheurs et aux scientifiques d’écrire des programmes pour divers ordinateurs quantiques avec un code unifié.

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Lors de l’annonce de son tour de table de 50 millions de dollars en septembre dernier, Quantum Machines a déclaré qu’elle fournissait déjà des systèmes de contrôle et d’orchestration pour l’informatique quantique à des clients dans 15 pays, notamment des multinationales, des laboratoires gouvernementaux, des institutions universitaires et des start-ups de développement quantique.

M. Sivan a déclaré par courriel au Times of Israel que le nouveau partenariat permettra à Toyota Tsusho de proposer à ses clients la solution phare OPX+ de Quantum Machines, qu’il a décrite comme un « système matériel développé de A à Z pour le quantique et conçu pour répondre aux exigences extrêmement élevées des protocoles de contrôle quantique, notamment en termes de précision, de synchronisation, de complexité et de latence ultra-faible ».

La solution « permettra de contrôler le matériel de calcul quantique à l’aide de QUA, un langage de programmation flexible de haut niveau qui permet aux praticiens du quantique de programmer intuitivement même les programmes quantiques les plus complexes », a-t-il expliqué.

« L’accès au système de contrôle quantique de pointe de QM permettra aux clients de Toyota Tsusho de développer des capacités de calcul quantique en interne. L’avantage de la solution de QM est qu’elle couvre une grande partie de la pile, y compris le logiciel et le matériel. Grâce à cette approche hautement intégrée, il sera beaucoup plus facile pour les organisations ayant des aspirations quantiques de développer des ordinateurs quantiques pleinement opérationnels », a ajouté Sivan.

Le domaine est relativement nouveau et extrêmement complexe, mais les experts disent que l’informatique quantique pourrait profiter aux industries comme la cybersécurité, les matériaux et produits pharmaceutiques, la banque et la finance ou la fabrication de pointe, susceptible d’amener des développements massifs dans de vastes domaines comme l’économie, la sécurité, l’ingénierie ou la science.

L’informatique quantique exploite la mécanique quantique pour résoudre rapidement des problèmes trop complexes pour les ordinateurs classiques. Les ordinateurs quantiques traitent exponentiellement plus de données que les ordinateurs classiques, en utilisant des bits quantiques, ou qubits, l’unité de base de l’information quantique.

Alors que les ordinateurs classiques effectuent des opérations logiques basées sur l’une des deux positions – 1 ou 0, on ou off, up ou down – les ordinateurs quantiques peuvent maintenir les qubits en « superposition », un principe de la mécanique quantique selon lequel ils sont tous deux simultanément. Dans cet état, les ordinateurs quantiques « peuvent passer en revue un grand nombre de résultats potentiels simultanément », selon une explication de la MIT Technology Review.

Ces ordinateurs fonctionnent également grâce à un concept appelé « intrication », dans lequel des paires de qubits existent dans un seul état quantique. « Les ordinateurs quantiques exploitent les qubits enchevêtrés dans une sorte de guirlande quantique pour faire fonctionner leur magie. La capacité de ces machines à accélérer les calculs à l’aide d’algorithmes quantiques spécialement conçus explique pourquoi leur potentiel suscite tant d’intérêt », selon le magazine.

Les géants de la technologie comme Google, Microsoft, IBM et Intel sont tous en course pour rendre l’informatique quantique plus accessible et construire des systèmes supplémentaires, tandis que des pays comme la Chine, les États-Unis, l’Allemagne, l’Inde et le Japon investissent des millions dans le développement de leurs propres capacités quantiques.

Le Quantum System One d’IBM, premier système d’informatique quantique intégré dans le monde. (Crédit : IBM)

Selon de récentes projections du marché, la taille du marché mondial de l’informatique quantique est estimé à 487,4 millions de dollars en 2021 et devrait atteindre 3,7 milliards de dollars d’ici 2030.

Le Japon a d’abord présenté sa stratégie d’innovation et de technologie quantique en 2020, puis a lancé huit centres de R&D pour accélérer la recherche l’année suivante. Plus tôt en 2022, le gouvernement japonais a annoncé un nouveau plan visant à mettre en service le premier ordinateur quantique national d’ici mars 2023.

Cette vision « a pour objectif l’évolution positive de la société en intégrant la technologie quantique dans les systèmes sociaux et économiques, ce qui créera des opportunités de croissance industrielle et une société neutre en carbone, ainsi que la résolution de problèmes sociaux tels que ceux soulevés par les ODD [Objectifs de développement durable définis par les Nations unies en 2015] », a déclaré le gouvernement.

Avancées quantiques israéliennes

En mars, une équipe de chercheurs israéliens dirigée par le professeur Roee Ozeri de l’Institut Weizmann a annoncé avoir construit le premier ordinateur quantique du pays.

L’appareil fait partie de la trentaine d’ordinateurs quantiques existant de par le monde, à des stades différents, et un – parmi moins de dix – à utiliser des pièges à ions, une technologie de pointe qui confine les ions (molécules avec une charge électrique nette) dans un petit espace en utilisant des champs magnétiques et/ou électriques. Les ions piégés peuvent former la base des bits quantiques, ou qubits, l’unité de base de l’information quantique.

Éléments optiques nécessaires pour créer des impulsions laser qui peuvent contrôler les ions piégés. (Crédit : Freddy Pizanti)

En février, l’Autorité israélienne de l’innovation et le ministère de la Défense ont déclaré qu’ils alloueraient près de 200 millions de shekels pour développer un ordinateur quantique d’État et jeter les bases de la capacité de calcul israélienne sur le terrain.

Le budget financera deux voies parallèles, selon l’information donnée.

L’Autorité israélienne de l’innovation se concentrera sur le développement de l’infrastructure pour la capacité de calcul quantique qui, a-t-elle précisé, pourrait inclure l’utilisation de technologie étrangère.

La Direction de la recherche et du développement de la défense (DDR & D) du ministère de la Défense, quant à elle, établira un centre national doté de capacités quantiques qui travaillera avec des partenaires universitaires, industriels et gouvernementaux pour développer un processeur quantique, puis un ordinateur quantique complet.

L’initiative fait partie du programme national israélien de science et technologie quantiques, lancé en 2018 avec un budget de 200 millions de shekels, par la suite relevé à 1,25 milliard de shekels.

Le programme a été lancé pour faciliter la recherche quantique pertinente, développer le capital humain sur le terrain, encourager les projets industriels et inviter la coopération internationale en matière de recherche et développement.