Microsoft prévoit de construire un superordinateur quantique d'ici 10 ans

Et présente sa feuille de route ainsi que les nouvelles avancées dans son projet Azure Quantum

De l'âge du fer, qui a révolutionné l'agriculture, à l'âge du silicium, qui a révolutionné notre façon de communiquer, les nouveaux matériaux ont toujours créé des points d'inflexion pour le progrès sociétal. Les avancées dans ce domaine auront un effet transformateur. Par exemple, l'industrie des transports peut développer des batteries plus efficaces et plus puissantes. Les chercheurs en pharmacie pourront mettre au point de nouveaux médicaments. L'industrie chimique sera en mesure de découvrir des composés plus sûrs et plus durables pour les produits que nous utilisons quotidiennement, comme l'électronique, les peintures et les textiles. Et surtout, les scientifiques seront en mesure de relever les défis les plus pressants de la société, tels que l'inversion du changement climatique et la lutte contre l'insécurité alimentaire.

Cependant, comprendre la nature n'est pas une tâche facile. Pour calculer avec précision les états quantiques les plus complexes des molécules, le nombre d'états énergétiques de seulement 100 électrons peut dépasser le nombre d'atomes dans l'univers visible.

Aujourd'hui, grâce à une nouvelle génération d'IA, les modèles d'IA les plus avancés au monde s'allient à notre interface utilisateur universelle - le langage naturel - et au langage fondamental de la nature - la chimie - pour ouvrir une nouvelle ère de découvertes scientifiques. Et ce n'est que la première étape, alors que nous nous préparons à une transformation encore plus importante : le supercalculateur quantique.

Les innovateurs peuvent commencer à expérimenter avec le meilleur matériel quantique au monde dans Azure Quantum et se préparer à résoudre des problèmes plus complexes lorsque le supercalculateur quantique deviendra une réalité. Nous approchons à grands pas du moment où les scientifiques et les entreprises seront en mesure de résoudre des problèmes jusqu'alors insolubles, ce qui favorisera la croissance et le progrès humain.

Aujourd'hui, nous présentons trois avancées dans Azure Quantum pour concrétiser cette vision.

1. Azure Quantum Elements

Azure Quantum Elements accélère la découverte scientifique en intégrant les dernières avancées en matière de calcul à haute performance (HPC), d'intelligence artificielle et d'informatique quantique.

Avec Azure Quantum Elements, les scientifiques et les développeurs de produits peuvent :

• Réduire le temps d'impact et les coûts en accélérant le pipeline de R&D et en mettant plus rapidement sur le marché des produits innovants, certains clients constatant une accélération de six mois à une semaine entre le lancement d'un projet et la mise en place d'une solution.
• Augmenter considérablement l'espace de recherche de nouveaux matériaux, avec la possibilité de passer de milliers de candidats à des dizaines de millions.
• Accélérer certaines simulations chimiques de 500 000 fois, ce qui revient à comprimer une année en une minute.
• Préparez-vous à l'informatique quantique à grande échelle en vous attaquant dès aujourd'hui aux problèmes de chimie quantique grâce à l'IA et au calcul intensif, tout en expérimentant le matériel quantique existant et en bénéficiant d'un accès prioritaire au supercalculateur quantique de Microsoft à l'avenir.

Grâce à ce système complet, les chercheurs peuvent réaliser des avancées en chimie et en science des matériaux à une échelle, à une vitesse et à une précision sans précédent.

Échelle. Les scientifiques peuvent comprendre les réactions complexes nécessaires à la fabrication d'un produit, trouver de nouveaux candidats et optimiser l'ensemble du processus. Par exemple, les scientifiques peuvent désormais utiliser Azure Quantum Elements pour explorer 1,5 million de configurations potentielles dans des réactions complexes comprenant 50 000 étapes élémentaires. Les premiers utilisateurs se servent déjà de cette échelle massive pour trouver des produits de remplacement plus durables à utiliser dans de nombreux produits de tous les jours, ou des produits entièrement nouveaux pour des scénarios innovants.

Vitesse. Azure Quantum Elements accélère la simulation en intégrant les modèles d'IA spécialisés de Microsoft pour la chimie, que nous avons formés sur des millions de points de données sur la chimie et les matériaux. Nous avons basé ces modèles sur les mêmes technologies de pointe que celles utilisées ailleurs pour l'IA générative. Alors que Copilot comprend le langage des humains, Azure Quantum Elements comprend également le langage de la nature - la chimie.

Précision. Aujourd'hui, les scientifiques utilisent des modèles d'IA uniques et l'échelle HPC pour effectuer des simulations avec des niveaux de précision jamais atteints auparavant. Azure Quantum Elements intègre également l'informatique classique et quantique afin d'offrir une rampe d'accès à une précision de simulation encore plus grande. À l'avenir, les scientifiques pensent qu'un superordinateur quantique permettra une conception chimique prédictive avec une précision 100 fois supérieure.

Des innovateurs industriels, dont BASF, AkzoNobel, AspenTech, Johnson Matthey, SCGC et 1910 Genetics, ont déjà adopté Azure Quantum Elements pour transformer leur recherche et leur développement, et aujourd'hui, d'autres peuvent les rejoindre. Azure Quantum Elements sera disponible en avant-première privée dans quelques semaines, et vous pouvez vous inscrire dès aujourd'hui pour en savoir plus.


2. Copilot dans Azure Quantum

Copilot dans Azure Quantum aide les scientifiques à utiliser le langage naturel pour résoudre des problèmes complexes de chimie et de science des matériaux.

Avec Copilot dans Azure Quantum, un scientifique peut accomplir des tâches complexes en s'appuyant sur une structure de supercalculateurs en nuage, d'IA avancée et de systèmes quantiques, le tout intégré aux outils qu'il utilise aujourd'hui. Il peut générer les calculs et les simulations sous-jacents, interroger et visualiser les données et aider à obtenir des réponses guidées à des concepts compliqués. Tout comme Copilot dans d'autres produits Microsoft transforme le développement de logiciels, la productivité et la recherche, notre ambition est que Copilot dans Azure Quantum transforme et accélère la découverte scientifique - qu'il s'agisse de créer des produits plus sûrs et plus durables, d'accélérer la découverte de médicaments ou de résoudre les défis les plus urgents de la planète.

Copilot permet également de se familiariser avec l'informatique quantique et d'écrire du code pour les ordinateurs quantiques d'aujourd'hui. Il s'agit d'une expérience entièrement intégrée, basée sur un navigateur, que l'on peut essayer gratuitement et qui comprend un éditeur de code intégré, un simulateur quantique et une compilation de code transparente. Nous l'avons conçu pour rendre la complexité plus facile à gérer et aider tout un chacun à explorer l'informatique quantique, la chimie et la science des matériaux, tout en rapprochant ces domaines de transformation.

3. La feuille de route de Microsoft pour un superordinateur quantique

L'étape ultime sera franchie lorsque les organisations seront en mesure de concevoir avec précision de nouveaux produits chimiques et matériaux à l'aide d'un superordinateur quantique. Notre industrie suivra une voie similaire à celle des superordinateurs classiques au 20e siècle. Des tubes à vide aux transistors, en passant par les circuits intégrés, les progrès de la technologie sous-jacente permettront d'augmenter l'échelle et l'impact.

Au fur et à mesure que nous progresserons en tant qu'industrie, le matériel quantique entrera dans l'une des trois catégories de niveaux de mise en œuvre de l'informatique quantique :

• Niveau 1 - Foundational (Fondamental) : Systèmes quantiques fonctionnant sur des qubits physiques bruyants, ce qui inclut tous les ordinateurs quantiques à échelle intermédiaire bruyante (NISQ) d'aujourd'hui.
• Niveau 2 - Resilient (Résilient) : Systèmes quantiques fonctionnant sur des qubits logiques fiables.
• Niveau 3 - Scale (Mise à l'échelle) : Superordinateurs quantiques capables de résoudre des problèmes importants que même les superordinateurs les plus puissants ne peuvent pas résoudre.

Pour atteindre le niveau Scale, une percée fondamentale en physique est nécessaire. Microsoft a réalisé cette percée et a présenté aujourd'hui les données évaluées par des pairs dans une revue de l'American Physical Society.

Cela signifie que Microsoft a franchi la première étape vers un superordinateur quantique. Nous pouvons désormais créer et contrôler des quasiparticules de Majorana. Grâce à cette réalisation, nous sommes en bonne voie pour mettre au point un nouveau qubit protégé par du matériel. Grâce à lui, nous pourrons ensuite concevoir des qubits logiques fiables pour atteindre le niveau Resilient et progresser ensuite vers le niveau Scale.


Un superordinateur quantique sera capable de résoudre des problèmes insolubles sur un ordinateur classique et de passer à l'échelle pour résoudre les problèmes les plus complexes auxquels notre monde est confronté. Pour ce faire, il doit être à la fois performant et fiable. Les clients doivent comprendre dans quelle mesure un système quantique est capable de résoudre des problèmes réels, depuis la machine jusqu'aux frais généraux du réseau. C'est pourquoi la mesure d'un superordinateur ne peut se limiter à compter les qubits physiques ou logiques.

Pour comprendre les performances d'un superordinateur, notre industrie a besoin d'une nouvelle mesure. Pour cela, nous proposons la métrique des opérations quantiques fiables par seconde (rQOPS), qui mesure le nombre d'opérations fiables pouvant être exécutées en une seconde. Cette mesure prend en compte l'ensemble des performances du système, par opposition aux seules performances des qubits, ce qui permet de s'assurer qu'un algorithme fonctionnera correctement.

Notre industrie n'est pas encore sortie de l'ère NISQ et, par conséquent, les ordinateurs quantiques actuels sont tous de niveau 1 avec un rQOPS de zéro. Le premier superordinateur quantique aura besoin d'au moins 1 million de rQOPS et passera à plus d'un milliard pour résoudre des problèmes importants en chimie et en science des matériaux.

Accélérer ensemble la découverte scientifique

L'avènement de toute technologie innovante s'accompagne de risques qu'il convient de prévoir et d'atténuer. Les principes de Microsoft en matière d'intelligence artificielle nous guident et ces principes fondamentaux s'appliquent également au domaine quantique. Alors que nous développons de nouveaux services comme Azure Quantum Elements et que nous concevons notre premier supercalculateur quantique, nous appliquerons des mesures supplémentaires de rigueur en intégrant le retour d'information tout au long du processus.

Nous nous préparons également dès à présent à un avenir sans risque quantique. Microsoft dispose d'un plan complet pour garantir la sécurité de tous ses services et s'associe à ses clients et à l'industrie pour soutenir cette transition importante.

Les possibilités qui s'offrent à nous sont immenses. Les scientifiques et les entreprises vont révolutionner les éléments constitutifs des produits de tous les jours pour ouvrir une nouvelle ère d'innovation et de croissance économique. Ensemble, nous pouvons comprimer les 250 prochaines années de chimie et de science des matériaux dans les 25 prochaines années.