Microsoft met l’informatique quantique en vitrine sur GitHub

« Au judo, au karaté, etc., succession de mouvements codifiés mimant un combat et réalisant une démonstration technique. »

Le Larousse en ligne donne cette définition du kata.

Microsoft emploie le terme dans un autre contexte. En l’occurrence, pour désigner un tutoriel « par étapes » associant théorie et exercices de programmation à difficulté progressive.

Dans le domaine de l’informatique quantique, cela donne les « Quantum Katas ». Ils sont pour l’heure au nombre de quatre, publiés sur GitHub.

Le premier aborde les opérations – ou « portes quantiques » de base. Microsoft en liste une trentaine : rotations, fonctions booléennes, transformée d’Hadamard, changement de phase, interversion, etc.

Le deuxième traite de la superposition, en touchant aux notions de récursivité et de contrôle du flux quantique (boucles, instructions conditionnelles, nettoyage des qubits…).

La mesure des états quantiques est l’objet du troisième kata. Le quatrième s’arrête sur deux algorithmes, dont celui de Deutsch-Josza. Utilisé pour déterminer si une fonction est constante ou équilibrée, il est reconnu comme l’un des premiers algorithmes quantiques plus efficaces qu’un algorithme classique.

Initiation aux qubits

La programmation se fait en langage #Q. Le kit de développement pour Windows, macOS et Linux, fonctionne avec Visual Studio et Visual Studio Code. Il est recommandé, pour plus d’efficacité, de travailler sur une puce prenant en charge le jeu d’instructions AVX (Advanced Vector Extensions ; c’est le cas des processeurs Intel commercialisés depuis 2011).

En toile de fond, un marché encore embryonnaire, confronté à des enjeux de fiabilité et de coûts. Ses principaux acteurs explorent chacun différents phénomènes inhérents à la physique quantique pour tenter de répondre à des problématiques telles que la décohérence.

Du côté de Microsoft, on explore un qubit « alternatif » censé être plus stable, car basé sur les propriétés topologiques de la matière, au sens où elle peut être fractionnée et apparaître à plusieurs endroits dans un système.

Le groupe américain entend couvrir, à terme, l’ensemble de la chaîne, du silicium au système d’exploitation. Ainsi conçoit-il sa propre puce.

L’informatique quantique est aussi dans les plans de la Commission européenne, en vue de développer des superordinateurs dotés de capacités de calcul post-exaflopique. L’échéance 2027 est visée, soit la fin du prochain budget à long terme de l’UE.