La revue Nature a publié une étude réalisée par Microsoft Quantum et le développeur d'ordinateurs quantiques ioniques Quantinuum sur la réduction des erreurs logiques sur un processeur quantique. Les équipes ont signalé des améliorations de 11 à 800 fois par rapport aux conceptions physiques comparables.
Par ailleurs, IBM Research a décrit une approche permettant de trouver de nouveaux codes de correction d'erreurs quantiques à l'aide de grands modèles de langage (LLM). Le système basé sur OpenEvolve a trouvé 465 candidats, mais leur praticité reste à tester.
Comment fonctionnent Microsoft Quantum et Quantinuum
La correction des erreurs reste l’un des principaux obstacles à la mise à l’échelle des ordinateurs quantiques. Les qubits modernes sont sensibles au bruit et accumulent rapidement les erreurs. Les calculs longs nécessitent donc des qubits logiques, des décodeurs et des circuits qui détectent et corrigent les erreurs pendant le fonctionnement.
Un qubit physique est une unité matérielle d'un processeur quantique. Un qubit logique est une unité plus fiable dans laquelle un code correcteur combine plusieurs qubits physiques. Un tel circuit est nécessaire pour qu'un ordinateur quantique puisse effectuer de longs calculs sans perdre le résultat à cause du bruit.
L'article Amélioration des taux d'erreur logiques du processeur quantique via la correction et la détection décrit les résultats du travail conjoint de Microsoft Quantum et Quantinuum. L'expérience a utilisé deux conceptions optimisées pour le processeur ionique Quantinuum : un code inspiré de Knill de 12 qubits et un code couleur tesseract de 16 qubits. Le premier code deux qubits logiques, le second – quatre.
Selon Microsoft, les conceptions couvraient des calculs impliquant jusqu'à 12 qubits logiques. En préparant l'état de Bell, le taux d'erreur logique est passé d'environ 0,8 % pour le circuit physique à 0,001 %, soit une amélioration de 800 fois.
Des corrections d'erreur répétées ont montré un résultat 51 fois inférieur à la ligne de base physique pendant un tour. La préparation d'un état cat de 12 qubits, c'est-à-dire un état de superposition de plusieurs qubits, a donné une amélioration de 22 fois.
« Nos résultats montrent que les dispositifs quantiques modernes sont déjà capables d'utiliser la tolérance aux pannes et la correction d'erreurs pour supprimer de manière significative les erreurs dans les circuits quantiques non triviaux », indique le résumé de l'article.
Microsoft a également rappelé ses précédentes collaborations avec Quantinuum : plus de 14 000 expériences individuelles sans erreur signalée, des démonstrations de 12 qubits logiques robustes et une simulation chimique hybride utilisant des qubits logiques, l'intelligence artificielle et le calcul haute performance.
IBM Research utilise l'IA pour trouver des codes
IBM Research a annoncé l'utilisation d'OpenEvolve pour rechercher des codes de correction d'erreurs quantiques. OpenEvolve est une bibliothèque open source qui utilise de grands modèles de langage pour améliorer le code de manière évolutive.
L'équipe s'est concentrée sur les codes de vélo bivariés. Il s'agit d'un type de code quantique à contrôle de parité à faible densité qu'IBM envisage dans sa feuille de route pour l'informatique quantique tolérante aux pannes.
Les paramètres de ces codes sont écrits au format [[n,k,d]], où n est le nombre de qubits physiques, k est le nombre de qubits logiques et d est la distance du code. Plus d est élevé, plus le code peut supporter d’erreurs avant de perdre son utilité.
Sur la base des résultats des premiers tours, le système a proposé 465 candidats. Parmi eux, IBM a mis en avant le code [[288,50,8]]avec 50 qubits logiques contre le précédent record de 16 pour cette famille. La société a également noté le code compact [[72,4,8]]avec 72 qubits physiques et options [[288,16,12]]Et [[360,12,≤24]].
Selon IBM, certains candidats pour certains types de bruit pourraient être comparables au code [[144,12,12]]code brut, que l'entreprise prévoit d'utiliser dans des ordinateurs quantiques tolérants aux pannes. Dans le même temps, IBM souligne que l'applicabilité pratique des codes trouvés nécessite une vérification plus approfondie.
Le code source du projet qcode-discovery est publié sur GitHub. La bibliothèque OpenEvolve est également disponible dans un référentiel ouvert.
En juin 2025, IBM a annoncé son intention de construire IBM Quantum Starling, un ordinateur quantique à grande échelle et tolérant aux pannes, doté de 200 qubits logiques et de 100 millions de portes quantiques, d'ici 2029. L'architecture du système est également basée sur des codes de vélo bivariés.
Rappelons qu'en juin Quantum X Labs et le site de recherche Quantum Machines IQCC ont annoncé vouloir tester un décodeur de correction d'erreurs quantiques IA.
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