Je suis depuis un certain temps de près la progression de l'informatique quantique, et je dois dire — 2024 a été vraiment différent du cycle habituel de hype. Chaque année, il y a une annonce qui semble changer le monde, puis plus rien. L’année dernière semblait cependant différente. En quelques mois, trois équipes complètement distinctes utilisant des approches totalement différentes ont toutes atteint des étapes majeures en même temps. Quand cela se produit à travers différentes architectures matérielles, cela signifie réellement quelque chose. Le domaine avance, ne tourne pas simplement en rond. Laissez-moi décomposer ce qui s’est réellement passé et pourquoi cela importe.

Commençons par l’annonce de Google Willow en décembre 2024. Celle-ci a attiré toute l’attention, et honnêtement, pour de bonnes raisons. Ils ont construit un processeur de 105 qubits dans leur installation à Santa Barbara et ont démontré quelque chose que les chercheurs poursuivent depuis près de 30 ans. L’essentiel : ajouter plus de qubits a en réalité fait diminuer le taux d’erreur au lieu de l’augmenter. Je sais que cela paraît basique, mais ce ne l’est pas. Le problème entier de l’informatique quantique depuis des décennies a été que les systèmes plus grands sont des systèmes plus bruyants. Vous construisez plus de qubits, vous avez plus d’erreurs qui se propagent dans tout le système. Willow a brisé ce schéma en utilisant leur architecture de correction d’erreurs. Ils ont atteint ce qu’on appelle une opération en dessous du seuil — le point où la mise à l’échelle vous aide réellement au lieu de vous nuire.

Ils ont publié les détails techniques dans Nature, ce qui est important car les revendications précédentes en informatique quantique ont souvent été confrontées à des critiques légitimes. Rendre la méthodologie publique pour examen est une véritable différence. Le benchmark qu’ils ont réalisé en parallèle est devenu instantanément célèbre — Willow a résolu un calcul spécifique en moins de cinq minutes, ce qui prendrait à l’ordinateur classique le plus puissant d’aujourd’hui 10 septillions d’années. C’est 10 à la puissance 25. Environ un million de fois l’âge actuel de l’univers. Hartmut Neven, qui a fondé Google Quantum AI en 2012, a essentiellement dit qu’ils ont dépassé le point de rentabilité.

Voici la partie honnête cependant : le test de Willow reste limité. Il a prouvé que certains calculs sont classiquement impossibles pour cette puce, mais cela ne signifie pas que Willow peut encore faire de la découverte de médicaments ou de la modélisation climatique. La vraie valeur est architecturale — cela montre que l’informatique quantique à grande échelle avec correction d’erreurs n’est plus simplement une théorie. C’est une voie d’ingénierie concrète que l’on peut construire.

Mais Willow n’était pas seul en 2024. Huit mois avant cette annonce, Microsoft et Quantinuum ont publié quelque chose qui a reçu moins de presse générale mais plus d’attention de la part des chercheurs du domaine. Ils ont démontré des qubits logiques avec des taux d’erreur 800 fois plus faibles que ceux des qubits physiques dont ils étaient issus. C’est la distinction clé dont personne ne parle vraiment en dehors de la communauté de recherche. Les qubits physiques sont le matériel réel — ils sont bruyants, sensibles à la température, aux vibrations, à tout. Les qubits logiques sont construits en combinant plusieurs qubits physiques dans une structure qui stocke l’information de manière redondante, permettant de détecter et corriger les erreurs sans détruire le calcul. Le problème a toujours été que les qubits logiques nécessitent tellement de qubits physiques pour être construits que la surcharge rend cela impraticable. Une réduction de 800x du taux d’erreur rend soudainement les qubits logiques réalistes plutôt que théoriques.

Microsoft a poussé cela plus loin en novembre 2024. En collaboration avec Atom Computing, ils ont créé et intriqué 24 qubits logiques en utilisant des atomes de ytterbium neutres ultrafroids — un autre record. Ils ont atteint une fidélité de porte de 99,963 % pour les opérations à un seul qubit et 99,56 % pour les portes à deux qubits. L’approche à base d’atomes neutres utilise des atomes refroidis au laser maintenus en place par des pinces optiques. Matériel complètement différent de l’approche supraconductrice de Google. Cela est important car cela signifie que plusieurs voies viables vers une informatique quantique tolérante aux fautes progressent simultanément. Le domaine ne mise pas tout sur une seule approche.

Ensuite, Quantinuum a poussé plus loin. Ils ont intriqué 50 qubits logiques en décembre 2024 — un autre record. L’ère des qubits logiques n’est plus une chose future. Elle se déroule maintenant.

La contribution d’IBM en 2024 a été plus discrète mais tout aussi significative si vous vous souciez de l’origine pratique de l’informatique quantique. En novembre, ils ont dévoilé le processeur Heron R2 — 156 qubits, deuxième génération de l’architecture Heron. Le nombre de qubits importe moins que ce qui s’est passé au niveau de la performance. Leurs taux d’erreur de porte 2Q ont chuté à 8 fois 10 à la puissance négative 4. Le système peut désormais exécuter des circuits quantiques avec jusqu’à 5 000 opérations de porte à deux qubits. Des charges de travail qui prenaient plus de 120 heures sur leur meilleur matériel s’exécutent maintenant en environ 2,4 heures. C’est environ une accélération de 50x.

Plus tôt en 2024, IBM a également terminé leur défi auto-imposé 100 par 100 — exécuter un circuit de 100 qubits à une profondeur de 100 en quelques heures. C’est une computation à l’échelle de l’utilité. Quelque chose qui ne peut pas être brute-forcé classiquement. Cela représente le genre de progrès mesuré et incrémental sur lequel IBM a construit sa réputation.

Le résultat d’IBM, plus techniquement significatif, est venu dans un article de Nature sur un nouveau code de correction d’erreurs appelé le code bivarié bicycle qLDPC. La correction d’erreurs quantiques conventionnelle utilisant des codes de surface nécessite environ 3 000 qubits physiques pour encoder un seul qubit logique fiable. Le nouveau code d’IBM atteint une suppression d’erreur comparable en utilisant seulement 144 qubits de données plus 144 qubits ancilla — une réduction de 10x de la surcharge. Ce gain d’efficacité est ce qui rend la correction d’erreurs tolérante aux fautes moins une rêve lointain et plus un problème d’ingénierie avec une solution définie.

Voici la partie qui n’est pas aussi souvent mentionnée mais tout aussi importante. En août 2024, le NIST a officiellement publié les premières normes de cryptographie post-quantique — des algorithmes conçus pour résister aux attaques de futurs ordinateurs quantiques. Deux des trois algorithmes ont été développés par des cryptographes de IBM Research à Zurich. Pourquoi cela importe-t-il pour les avancées en informatique quantique ? Parce que c’est la première reconnaissance concrète par un organisme de normalisation mondial que les ordinateurs quantiques capables de briser le chiffrement actuel ne sont plus purement théoriques. Les gouvernements et les entreprises doivent commencer à faire la transition dès maintenant, avant que des ordinateurs quantiques cryptographiquement pertinents n’arrivent. Le calendrier de transition, de la publication des normes à leur déploiement généralisé, est généralement d’une décennie ou plus. La décision du NIST en 2024 a lancé cette horloge.

Pour l’infrastructure blockchain et des actifs numériques, cela est directement pertinent. Les schémas de chiffrement actuels protégeant portefeuilles et transactions devront éventuellement être remplacés par des alternatives résistantes aux qubits. Ce n’est pas une option. C’est une question de quand.

D’accord, alors voici ce que 2024 a réellement prouvé et ce qu’il n’a pas. Il serait facile de tout lire et de penser que l’informatique quantique est arrivée. Ce n’est pas tout à fait le cas, et les chercheurs impliqués l’ont été explicites à ce sujet. Willow ne fait pas encore de découverte de médicaments. Elle a démontré une correction d’erreurs en dessous du seuil et un benchmark. L’écart entre cela et une computation utile commercialement est encore considérable. Les 50 qubits logiques de Quantinuum peuvent détecter des erreurs, mais la correction d’erreurs complète — détecter et corriger sans détruire l’état quantique — est un problème plus difficile encore en cours de résolution. Le record d’Atom Computing de Microsoft utilisait des atomes neutres nécessitant une infrastructure laser extrêmement sophistiquée qui n’existe pas encore à grande échelle. Le Heron R2 d’IBM est le système le plus pratiquement déployé en 2024. Il est dans le cloud quantique d’IBM, des clients d’entreprise y exécutent des charges de travail, et le benchmark 100 par 100 démontre des résultats à l’échelle de l’utilité. Mais le processeur Starling d’IBM, le premier système entièrement corrigé d’erreurs, n’est pas prévu avant 2029.

Ce que 2024 a réellement prouvé, c’est plus important que ce qu’il n’a pas. Le domaine a cessé de progresser dans une seule direction et a commencé à progresser dans toutes en même temps — matériel, correction d’erreurs, qubits logiques, efficacité logicielle, normes cryptographiques. En tant que communauté de recherche, il a commencé à agir moins comme une physique théorique et plus comme un domaine d’ingénierie avec des jalons vérifiables et reproductibles. Les dernières avancées en informatique quantique en 2024 ne concernaient pas seulement une entreprise qui gagne. Elles concernaient la maturation de tout l’écosystème simultanément.

En regardant la trajectoire à partir de 2024, la question n’est plus de savoir si l’informatique quantique à correction d’erreurs à grande échelle est possible. Les avancées de 2024 ont établi qu’elle est possible avec plusieurs approches matérielles. La question maintenant est laquelle de ces approches évolue le plus rapidement et à quelle vitesse les applications justifiant l’investissement se précisent. La prochaine étape pour Google est d’atteindre une opération entièrement tolérante aux fautes. La feuille de route de Microsoft vise 50 à 100 qubits logiques intriqués dans des déploiements commerciaux dans les prochaines années — suffisamment pour des avancées pratiques en science des matériaux ou en chimie, selon leurs propres estimations. Le processeur Starling d’IBM est conçu pour faire passer l’informatique quantique de l’utilité à l’avantage quantique pour des problèmes commercialement précieux.

La direction depuis 2024 est cohérente. Nous ne demandons plus si cela fonctionne. Nous demandons laquelle de ces voies l’emportera et à quelle vitesse. C’est une conversation complètement différente de celle d’il y a cinq ans.