Les travaux de recherche de Nvidia sur la simulation quantique ont porté sur un protocole à 104 qubits exécuté sur le superordinateur européen JUPITER, a annoncé l’entreprise le 19 octobre 2026. En collaboration avec des chercheurs du Jülich Supercomputing Centre, l’équipe a utilisé 8 192 GPU Nvidia GH200 pour modéliser la préparation d’états quantiques particuliers nécessaires à l’informatique tolérante aux fautes. Il s’agissait d’une simulation sur du matériel informatique classique, et non de l’exploitation d’un ordinateur quantique tolérant aux fautes achevé.
Points clés
- La simulation a modélisé un protocole couvrant 104 qubits physiques, dont des qubits de données et auxiliaires.
- Les chercheurs ont testé des imperfections matérielles que des modèles quantiques plus simples peuvent omettre.
- Le projet contribue à la conception de processeurs quantiques plutôt qu’à la démonstration d’une application quantique commerciale.
Sommaire
- La simulation quantique de Nvidia vise une tâche gourmande en ressources
- La modélisation détaillée des erreurs alourdit les besoins informatiques
- Un banc d’essai de recherche, pas un déploiement commercial
- Conclusion
La simulation quantique de Nvidia vise une tâche gourmande en ressources
Le compte rendu technique de Nvidia sur la simulation JUPITER décrit des travaux consacrés à la préparation d’états magiques. Ces états quantiques spécialement préparés permettent d’effectuer les opérations nécessaires au calcul quantique universel, mais leur production fiable peut mobiliser une part importante des ressources d’un ordinateur quantique.
L’équipe a étudié une partie d’un processus appelé distillation d’états magiques : préparer un état dans un petit code correcteur d’erreurs, vérifier qu’il ne comporte pas de défauts, puis l’étendre à un code plus vaste. Comprendre l’incidence des erreurs sur cette séquence peut aider les chercheurs à évaluer les ressources et les méthodes de contrôle des erreurs dont un futur processeur aurait besoin.
| Élément | Détails |
|---|---|
| Logiciels de simulation | Nvidia CUDA-Q et cuQuantum. |
| Registre encodé | 45 bits de stockage binaires dans la configuration à 8 192 GPU. |
| État représenté | Environ 35,2 billions d’amplitudes complexes. |
| Mémoire d’état | 512 TiB en double précision, soit l’équivalent de 64 GiB par GPU. |
La modélisation détaillée des erreurs alourdit les besoins informatiques
Le modèle intégrait des erreurs de phase cohérentes, qui peuvent s’accumuler et interférer, ainsi que des fuites, lorsqu’un qubit supraconducteur quitte ses deux niveaux de calcul habituels. Certains sites ont donc été modélisés avec un troisième niveau d’énergie, ce qui a accru la complexité de la simulation.
Pour rendre le calcul gérable, le logiciel a réorganisé les opérations tout en préservant leurs dépendances et les statistiques de mesure. Il a également réutilisé la mémoire au fur et à mesure que les qubits étaient mesurés et libérés, ce qui a permis de suivre l’ensemble du protocole avec un état quantique évolutif de taille réduite.
Le développement et la validation ont eu lieu au Nvidia Accelerated Quantum Research Center, parallèlement à des calculs à grande échelle sur JUPITER. Ce flux de travail parallèle a permis de poursuivre les essais logiciels sans attendre les allocations les plus importantes du superordinateur.
Un banc d’essai de recherche, pas un déploiement commercial
L’intérêt pratique réside dans la création d’une référence plus détaillée pour examiner la propagation des imperfections matérielles dans les circuits quantiques. Les chercheurs peuvent utiliser cette référence pour tester des méthodes de simulation plus compactes et étudier les erreurs auxquelles il convient de prêter davantage attention lors de la conception des processeurs.
L’annonce n’établit ni le déploiement commercial d’un système d’informatique quantique ni le montant d’une contribution financière pour Nvidia. L’objectif à plus long terme annoncé consiste à relier le comportement de la préparation bruitée d’états magiques à la qualité et au coût des opérations utilisées par les applications quantiques.
Conclusion
Ce résultat fournit aux chercheurs un banc d’essai détaillé pour étudier un composant exigeant de l’informatique quantique tolérante aux fautes. La prochaine étape de recherche évoquée consiste à appliquer ce flux de travail à différents modèles de fuite, séquencements de circuits et protocoles de correction d’erreurs ; aucun calendrier n’a été précisé.
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