Technologie

Nous croyons qu’une recherche de classe mondiale combinée à une approche novatrice est le seul moyen de parvenir à une véritable innovation.

Une correction d’erreurs quantiques de classe mondiale change tout

Nord Quantique est reconnue comme chef de file de l'industrie dans le domaine de la correction d'erreurs quantiques. Notre approche unique de la conception d’ordinateurs quantiques nous permet de corriger les types d’erreurs les plus courantes (inversions de bits et inversions de phases) à l’aide de codes bosoniques. Donc, contrairement à d’autres conceptions, nous sommes capables de corriger la majorité des erreurs sans consacrer une énorme quantité de qubits à la correction des erreurs. La grande majorité de nos qubits peut alors être dédiée à la réalisation de calculs et ainsi atteindre une tolérance aux fautes et fournir des applications pratiques avec entre 1 000 et 10 000 fois moins de qubits physiques que bien d’autres modèles d’informatique quantique.

Des délais de traitement rapides pour les utilisateurs qui ont besoin d’informations immédiatement

Les ordinateurs quantiques supraconducteurs développés par Nord Quantique sont également dotés des vitesses d'horloge nécessaires pour effectuer des calculs et fournir des informations aux utilisateurs dans un délai décent. Les utilisateurs potentiels cherchant à effectuer des calculs avancés à l’aide de circuits profonds et d’algorithmes complexes seront ravis de la rapidité avec laquelle ces calculs peuvent être effectués. Notre approche a été conçue pour rendre l'informatique quantique à la fois accessible et pratique pour les grands utilisateurs industriels et gouvernementaux qui ont besoin d'exécuter leurs calculs rapidement et d'extraire des informations fiables à partir des données.

Une voie clairement définie pour une avancée vers la tolérance aux fautes

Nord Quantique prévoit de faire évoluer rapidement son système quantique vers une tolérance aux fautes élevée, en livrant d’ici 2028 au plus tard une machine avec au moins 100 qubits logiques. C’est tout à fait réalisable, car peu d'erreurs combinées à des vitesses de calcul rapides signifient qu’une tolérance aux fautes adéquate est atteignable plus rapidement étant donné qu’il n'y a pas de surcharge massive de qubits physiques requise pour la correction des erreurs. Cela permet plus d’obtenir plus facilement un fonctionnement fiable d’ordinateurs quantiques destinés à un large éventail d’applications industrielles.

Nous examinons constamment le paysage mondial de l’informatique quantique et nous croyons sincèrement que Nord Quantique possède l’une des feuilles de route techniques les plus prometteuses pour réaliser une informatique quantique tolérante aux fautes. Le soutien rigoureux qu’ils reçoivent de l’écosystème quantique sherbrookois de classe mondiale est essentiel pour les aider à rivaliser avec les géants technologiques mondiaux.

Charles Lespérance,
Associé, Fonds pour les technologies profondes, chez BDC Capital

Pour que les ordinateurs quantiques puissent exploiter leur potentiel de puissance de calcul, exponentiellement supérieur à celui des plus puissants superordinateurs d’aujourd’hui, les systèmes à l’intérieur de ces machines doivent fonctionner dans un « état quantique » pour exploiter les « effets quantiques ». Ces états sont très délicats et ne durent souvent qu’une fraction de seconde. Dans de nombreux cas, selon la conception de la machine, ces états quantiques doivent être générés dans un réfrigérateur à dilution spéciale, à des températures proches du zéro absolu.

Les changements de température, les champs magnétiques, l’électronique utilisée pour contrôler les qubits (les bits qui alimentent les ordinateurs quantiques) et une foule d’autres facteurs peuvent provoquer des interférences avec ces états, appelées « bruit ». Ce bruit perturbe l’état quantique requis en informatique quantique en provoquant des erreurs sur une partie importante des qubits. Pour résoudre ce problème, les fabricants d’ordinateurs quantiques ont prévu des qubits supplémentaires destinés à la correction de ces erreurs. Cette redondance permet de garantir que l’état quantique reste intact suffisamment longtemps pour effectuer les calculs requis. Il convient également de noter qu’un processeur quantique plus rapide signifie que les calculs peuvent être effectués plus rapidement, ce qui fait en sorte que les états quantiques n’ont pas besoin d’être préservés aussi longtemps lors de l’utilisation d’un ordinateur quantique avec des vitesses d’horloge plus rapides.

Cependant, concevoir des ordinateurs quantiques de cette manière peut nécessiter 1 000 à 10 000 qubits dédiés au bon fonctionnement d’un seul qubit. Cela veut dire qu’un système doté de 10 millions de qubits pourrait avoir aussi peu que 1 000 qubits fonctionnant correctement dans un état quantique, le reste étant consacré à l’atténuation ou à la correction des erreurs.

Si vous n’êtes pas sûr de tout comprendre, vous n’êtes pas seul.

Plutôt que d’utiliser cette approche par force brute, où des millions, voire des milliards, de qubits sont nécessaires pour exploiter le potentiel de l’informatique quantique, certains penseurs innovants du secteur ont commencé à chercher de meilleurs moyens de prévenir ou de corriger ces erreurs. Et c’est à travers cette réflexion qu’est né Nord Quantique.

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Une approche différente qui donne des résultats

Nord Quantique est une startup issue de l'Université de Sherbrooke au Québec et de son célèbre Institut quantique. Leur plan n’a jamais été de s’attaquer aux grandes entreprises technologiques qui travaillent à la construction de ces systèmes quantiques à grande échelle. Les cofondateurs Julien Camirand Lemyre et Philippe St-Jean ont plutôt décidé de construire une meilleure souricière.

Leur approche a été conçue pour atteindre beaucoup plus rapidement l’ère de l’informatique quantique des corrections d’erreurs en construisant des machines efficaces utilisant moins de qubits, rendant ainsi le système plus facile à contrôler et à faire évoluer.

Ils ont commencé par développer des protocoles de correction d’erreurs avec un seul qubit bosonique. Ces protocoles corrigent les deux types d’erreurs les plus courantes en informatique quantique (inversions de bits et inversions de phases). Les derniers résultats de l’entreprise indiquent qu’elle est capable de réduire efficacement les erreurs de cette manière, de 14 % sur un seul qubit, sans consacrer de qubits supplémentaires à la correction des erreurs.

Le chemin à parcourir

À ce jour, Nord Quantique est la première entreprise à avoir obtenu de tels résultats au niveau d’un qubit individuel. En fait, cette startup canadienne est la première entreprise au monde à être capable de réduire les erreurs dans un système quantique sans utiliser de qubits supplémentaires dédiés à cette tâche. Grâce à cette approche, l’entreprise est en bonne voie de développer des ordinateurs quantiques allégés et efficaces, d’une taille plus facile à construire où ils peuvent être plus avantageux par rapport aux ordinateurs classiques.

L’entreprise développe actuellement son premier système multiqubits et présentera les résultats de cette initiative en 2024. Cependant, des simulations préliminaires ont montré qu’il existe probablement des synergies dans la correction d’erreurs lors de l’ajout de qubits supplémentaires au qubit unique existant dans le système de Nord Quantique.

Cela signifie que Nord Quantique a le champ libre pour construire un ordinateur quantique pratique qui ne nécessitera pas des milliers ou des dizaines de milliers de qubits dédiés à la correction d'erreurs. D’ici 2028 au plus tard, l’entreprise aura construit un ordinateur quantique doté de 100 « qubits logiques » fonctionnant correctement, avec seulement une poignée de « qubits physiques » supplémentaires agissant comme redondance pour protéger contre toute erreur non corrigée encore.