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IBM veut que ses superordinateurs quantiques fonctionnent à plus de 4 000 qubits d'ici 2025,
Presque une magnitude complète plus puissante que les systèmes de pointe d'aujourd'hui

Le , par Bruno

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IBM a annoncé mercredi qu'elle prévoyait de revoir ses ambitions quantiques à la hausse et a révisé la feuille de route de 2020 avec un objectif encore plus ambitieux : exploiter un système de 4 000 qubits d'ici 2025. « En 1969, les humains ont surmonté des obstacles technologiques sans précédent pour entrer dans l'histoire : nous avons envoyé deux des nôtres sur la Lune et les avons ramenés sains et saufs. Les ordinateurs d'aujourd'hui sont capables de saisir avec précision les moindres détails de notre univers, mais ils ne sont pas à la hauteur », déclare IBM.

Construire un dispositif qui saisit véritablement le comportement des atomes et qui peut exploiter ces comportements pour résoudre certains des problèmes les plus difficiles de notre époque peut sembler impossible si on limite la réflexion au monde informatique connu.


Quelques jours après la vente de l'unité Watson Health, IBM a annoncé qu'un nouveau modèle de ses mainframes de la série Z arriverait "à la fin du premier semestre" 2022 et a souligné que les débuts de l'équipement seraient une source de revenus accrus pour l'activité d'infrastructure de l'entreprise. La nouvelle a fait l'objet de débats dans l'industrie, car Big Blue semblait "se détourner" de ces "gros et vieux systèmes" pour se concentrer sur des activités plus lucratives comme le cloud hybride et l'intelligence artificielle (IA). Cependant, la société a rassuré les investisseurs que "quelques" clients sont toujours intéressés.

À en croire IBM, le marché des mainframes existe toujours et apporte à l'entreprise une augmentation bienvenue des revenus. Pour cela, il prépare un nouveau cycle d'ordinateurs mainframes pour la fin du premier semestre de l'année. L'annonce a été faite lundi pendant la conférence téléphonique sur les résultats du quatrième trimestre 2021 de Big Blue. Au cours de la conférence, le directeur financier James Kavanaugh a suggéré que la nouvelle version aura un impact positif sur le chiffre d'affaires d'IBM, qui s'est établi à 16,7 milliards de dollars pour le trimestre et à 57,35 milliards de dollars pour l'année.

Quarante ans après avoir commencé à tâter de l'informatique quantique, IBM est prêt à faire sortir la technologie du laboratoire pour la faire entrer dans des applications plus pratiques comme le supercalculateur ! L'entreprise a déjà franchi un certain nombre d'étapes de développement depuis qu'elle a publié sa précédente feuille de route quantique en 2020, notamment le processeur Eagle de 127 qubits qui utilise des circuits quantiques et l'API d'exécution Qiskit.

Avant de s'atteler à la construction du plus grand ordinateur quantique à ce jour, IBM prévoit de lancer sa puce Osprey de 433 qubits plus tard dans l'année et de migrer le runtime Qiskit vers le cloud en 2023, « apportant une approche sans serveur dans la pile logicielle quantique de base », selon le communiqué. Ces produits seront suivis plus tard dans l'année par Condor, une puce quantique qu'IBM présente comme « le premier processeur quantique universel au monde avec plus de 1 000 qubits. »

Ce quadruplement rapide du volume quantique (le nombre de qubits contenus dans un processeur) permettra aux utilisateurs d'exécuter des circuits quantiques de plus en plus longs, tout en augmentant la vitesse de traitement mesurée en CLOPS (opérations de couche de circuit par seconde) d'un maximum de 2 900 OPS à plus de 10 000. Il ne reste plus qu'à quadrupler cette capacité en moins de 24 mois.

Pour ce faire, IBM prévoit d'abord d'amener des ensembles de processeurs multiples à communiquer entre eux en parallèle et en série. Cela devrait permettre de développer de meilleurs schémas d'atténuation des erreurs et d'améliorer la coordination entre les processeurs, deux éléments nécessaires aux ordinateurs quantiques pratiques de demain.

Ensuite, IBM concevra et déploiera des coupleurs au niveau de la puce, qui « connecteront étroitement plusieurs puces ensemble pour former effectivement un processeur unique et plus grand », selon l'entreprise, puis construira des liens de communication quantique pour connecter ces multiprocesseurs plus grands ensemble dans des clusters encore plus grands - essentiellement en enchaînant en guirlande des groupes de processeurs de plus en plus grands ensemble jusqu'à ce qu'ils forment une plate-forme de calcul fonctionnelle et modulaire de 4 000 qubits.

« À mesure que l'informatique quantique arrive à maturité, nous commençons à nous considérer comme plus que du matériel quantique », a écrit Jay Gambetta, chercheur chez IBM, mercredi. « Nous construisons la prochaine génération de l'informatique. Afin de bénéficier de notre matériel de pointe au niveau mondial, nous devons développer les logiciels et l'infrastructure capables d'en tirer parti. »

À ce titre, IBM a publié un ensemble de programmes primitifs prêts à l'emploi plus tôt cette année, « des programmes préconstruits qui permettent aux développeurs d'accéder facilement aux résultats des calculs quantiques sans exiger une compréhension complexe du matériel », selon la société. IBM a l'intention d'étendre cet ensemble de programmes en 2023, en permettant aux développeurs de les exécuter sur des processeurs quantiques parallélisés.

« Nous prévoyons également d'améliorer les performances des primitives avec des méthodes de compilation et de post-traitement de bas niveau, comme l'introduction d'outils de suppression et d'atténuation des erreurs », a déclaré Gambetta. « Ces primitives avancées permettront aux développeurs d'algorithmes d'utiliser les services de Qiskit Runtime comme une API pour incorporer des circuits quantiques et des routines classiques afin de construire des workflows quantiques. »

Ces flux de travail prendront un problème donné, le décomposeront en programmes quantiques et classiques plus petits, traiteront ces processus en parallèle ou en série, selon ce qui est le plus efficace, et utiliseront ensuite une couche d'orchestration pour « assembler en circuit » tous ces différents flux de données en un résultat cohérent que les ordinateurs classiques pourront comprendre. IBM appelle son infrastructure d'assemblage propriétaire Quantum Serverless et, selon la nouvelle feuille de route, déploiera la fonctionnalité à sa pile logicielle quantique centrale en 2023.

« Nous pensons que d'ici l'année prochaine, nous commencerons à prototyper des applications logicielles quantiques pour les utilisateurs qui souhaitent utiliser Qiskit Runtime et Quantum Serverless pour répondre à des cas d'utilisation spécifiques, a déclaré Gambetta. Nous commencerons à définir ces services avec notre premier cas d'essai - l'apprentissage automatique - en travaillant avec des partenaires pour accélérer le chemin vers des applications logicielles quantiques utiles.

D'ici 2025, nous pensons que les développeurs de modèles seront en mesure d'explorer les applications quantiques dans l'apprentissage automatique, l'optimisation, la finance, les sciences naturelles, et au-delà. » « Pendant de nombreuses années, les superordinateurs centrés sur le CPU ont été le cheval de bataille de la société en matière de traitement, IBM servant de développeur clé de ces systèmes », a-t-il poursuivi.

Ces dernières années, nous avons assisté à l'émergence de superordinateurs centrés sur l'IA, où les CPU et les GPU travaillent ensemble dans des systèmes géants pour s'attaquer aux charges de travail lourdes de l'IA. Aujourd'hui, IBM inaugure l'ère des superordinateurs centrés sur les quanta, où les ressources quantiques - QPU - seront associées aux CPU et aux GPU dans une structure de calcul. IBM relève que le superordinateur centré sur les quanta sera une technologie essentielle pour ceux qui résolvent les problèmes les plus difficiles, ceux qui font les recherches les plus révolutionnaires et ceux qui développent les technologies les plus avancées.

Source : IBM

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