Microsoft : Lorsqu’une particule vous manque tout est dépeuplé

C’est un peu le constat que fait Microsoft actuellement autour de sa stratégie d’Informatique Quantique… Mais revenons sur les bases. Vous le savez, les ordinateurs quantiques sont construits à partir de dispositifs appelés qubits qui encodent des 1 et des 0 de données mais peuvent également utiliser un état quantique appelé superposition pour effectuer des calculs mathématiques impossibles pour les bits dans un ordinateur conventionnel. Le principal défi de la commercialisation de cette idée est que les états quantiques sont délicats et facilement annulés par le bruit thermique (il faut être proche du Zéro absolu) ou électromagnétique (donc bien protège le matériel…), ce qui rend les qubits sujets aux erreurs.

Dans ce contexte, Microsoft a misé ses investissements sur une particule particulière dite de Majorana permettant de faire un bon en avant car plus stable et beaucoup plus facile à manipuler. Problème, après avoir annoncée en 2018 son observation dans la prestigieuse revue « Nature », l’entreprise revient aujourd’hui sur ses déclarations…

Google, IBM et Intel ont tous présenté des prototypes de processeurs quantiques d’environ 50 qubits, et des banques, des chimistes, des entreprises pharmaceutiques et même des organisations liées à des états testent cette technologie. Mais des milliers de qubits seront probablement nécessaires pour obtenir quelques chose, et encore si ces derniers travaillent sur une période plus longue que quelques millisecondes. En plus, compte tenue de l’instabilité, une grande partie de la puissance d’un ordinateur quantique devra probablement être consacrée à la correction de ses propres erreurs.

image Microsoft

Microsoft avait adopté une approche différente, affirmant que les qubits basés sur les particules dites de Majorana seront plus évolutifs, ce qui lui permettra de faire un bond en avant. Mais après plus d’une décennie de travail, il n’a pas un seul qubit ! Mais revenons un peu sur ces fameuses particules…

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Les fermions de Majorana portent le nom du physicien italien Ettore Majorana, qui a émis l’hypothèse en 1937 que les particules devraient exister avec l’étrange propriété d’être leurs propres antiparticules. Peu de temps après, il le physicien a disparu en mer avec ces calculs. Il faudra attendre 70 ans pour que, Kouwenhoven chercheur aux Pays Bas prennent contact avec Craig Mundie le patron de la R&D de Microsoft qui réfléchissait à l’Informatique Quantique et lui dit qu’is avait trouvé un moyen de résoudre un problème qui freinait les ordinateurs quantiques : la friabilité des qubits. Ces qubits dits topologiques seraient construits autour de particules inhabituelles, dont les particules de Majorana sont un exemple. Dans la foulée, Microsoft a alors créé une nouvelle équipe de physiciens et de mathématiciens pour étoffer la théorie et la pratique de l’informatique quantique dite topologique, avec la création à Santa Barbara, d’un labo spécialisé baptisé « Station Q ».

Microsoft ont collaboré et financé des physiciens expérimentaux de premier plan à la recherche des particules nécessaires pour construire cette nouvelle forme de qubit. En 2012 Kouwenhoven rapporte avoir observé des « signatures » de particules de Majorana à l’intérieur de nanofils, l’information fait grand bruit dans la communauté et l’on parlait alors de lui comme un futur prix Nobel pour avoir prouvé l’existence de ces particules réputées insaisissables.

En 2016, Microsoft a commencé à parler de ces investissements dans ces particules et le battage médiatique autour pour encourager les informaticiens à developper autour de sa plateforme (ce qui est la raison principale des différentes communications de tous, sur les progrès de l’informatique quantique). Dans le même temps Kouwenhoven et un autre physicien de premier plan, Charles Marcus, de l’université de Copenhague, ont été engagés par l’entreprise à temps plein, comme chasseurs de Majorana. Le plan consistait à détecter d’abord les particules, puis à inventer des dispositifs plus complexes qui pourraient les contrôler et fonctionner comme des qubits. Todd Holmdahl, qui dirigeait auparavant le matériel pour la console Xbox, a alors pris la tête du projet d’informatique quantique topologique. Résultat,en 2018 dans la prestigieuse revue « Nature » l’équipe annonce la découverte de cette fameuse particule. La directrice du développement commercial de l’informatique quantique chez MS , Julie Love, a alors déclaré à la BBC que Microsoft disposerait d’un ordinateur quantique commercial « dans les cinq ans ». 

Coup de théâtre, Kouwenhoven et ses 21 co-auteurs viennent de publier un nouvel article contenant plus de données issues de leurs expériences. Il conclut qu’ils n’ont finalement pas trouvé la fameuse particule. Une note jointe des auteurs indique que l’article original, publié dans la prestigieuse revue, serait rétracté, citant des « erreurs techniques ».  La tuile…

Alors que Microsoft cherchait à obtenir les fameuses particules Majoranas, les concurrents travaillant sur des technologies de qubit établies ont fait état de progrès constants. Microsoft poursui néanmoins son pari quantique, annonçant qu’il offrirait l’accès au matériel quantique d’autres entreprises via Azure. Le Wall Street Journal a rapporté que Holmdahl a quitté le projet face à cet échec et depuis son départ, Microsoft s’est montré plus discret sur le rythme de progression prévu en matière de matériel quantique.

Mais tout n’est pas fini pour cette particule, Das Sarma, un physicien théoricien de l’université du Maryland qui a collaboré avec des chercheurs de Microsoft, pense que la technologie finira par fonctionner. « L’informatique quantique basée sur ces Majoranas pourrait se trouver à un stade comparable à celui de 1926, lorsque le premier brevet pour un transistor a été déposé. Il a fallu attendre 30 ans, en 1947 pour que les chercheurs créent le premier transistor fonctionnel puis les versions en silicium miniaturisables qui ont permis l’industrie informatique de connaitre l’essor que l’on sait aujourd’hui !« 

30 ans c’est tout de même assez long si Microsoft veut demain se faire une place au soleil (quantique par nature)…

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