La start-up d'informatique quantique basée à Tel Aviv, Q-Factor, s'est annoncée au monde aujourd'hui après avoir clôturé un cycle de financement de démarrage de 24 millions de dollars.
La mission de l'entreprise est de développer un ordinateur quantique neutre basé sur des atomes pouvant atteindre un million de qubits et au-delà. Le cycle de souscription sursouscrit d'aujourd'hui a été mené par NFX et TPY Capital, avec la participation d'Intel Capital, de Korea Investment Partners, de Deep33 et de la famille Matias. Des fonds ont également été fournis par l’Autorité israélienne de l’innovation via une subvention, ainsi que par l’Institut israélien de technologie du Technion et l’Institut des sciences Weizmann.
Q-Factor s'attaque au problème de la mise à l'échelle des « qubits », qui sont les unités fondamentales de calcul dans les machines quantiques. Les ordinateurs quantiques sont censés se profiler à l'horizon depuis des années, promettant de révolutionner des domaines tels que la découverte de médicaments, les prévisions météorologiques et la modélisation financière, mais les progrès de l'industrie ont été presque glacials. À l’heure actuelle, les ordinateurs quantiques les plus puissants en service ne disposent que de quelques centaines ou milliers de qubits, mais ils devront atteindre des millions pour devenir réellement utiles.
Pour dépasser ce « mur » d’échelle, Q-Factor parie sur une approche appelée atomes neutres, où les atomes individuels sont piégés et manipulés par des faisceaux laser, souvent appelés « pinces optiques ». C'est très différent des méthodes utilisées par les pionniers du quantique comme IBM Corp. et Google LLC, qui s'appuient sur des qubits supraconducteurs qui doivent être maintenus à des températures proches du zéro absolu et nécessitent une infrastructure cryogénique extrêmement coûteuse. C'est également différent de la technique des « ions piégés » utilisée par IonQ Inc., qui lutte contre des goulots d'étranglement de câblage extrêmement complexes.
En revanche, les atomes neutres sont naturellement inertes, ce qui signifie qu’ils sont extrêmement stables et peuvent conserver leur « état » pendant de longues périodes. Q-Factor n'est pas la seule entreprise à s'intéresser aux atomes neutres, mais même ces systèmes ont du mal à dépasser quelques centaines de qubits.
Les systèmes d’atomes neutres existants sont limités par des goulots d’étranglement architecturaux qui rendent presque impossible la gestion du volume requis d’atomes et de lasers pour le calcul à grande échelle. Mais les fondateurs de Q-Factor pensent avoir trouvé un moyen de surmonter ces problèmes. En s’appuyant sur des décennies de recherche sur la physique de Rydberg et les atomes ultrafroids, ils ont conçu un système qui, selon eux, pourra évoluer sans effort.
Briser le goulot d’étranglement quantique
Le co-fondateur et directeur général Guy Raz (photo, deuxième à droite) a déclaré que la mise à l'échelle de systèmes basés sur des atomes neutres est un défi en raison de la difficulté de maintenir un contrôle précis des qubits individuels à mesure que la taille du processeur augmente. À plus grande échelle, l'optique, l'étalonnage, les lectures et les ressources nécessaires pour maintenir la stabilité de tout deviennent extrêmement exigeants, et l'architecture pour faire tout cela n'existe tout simplement pas, a-t-il expliqué.
Raz a déclaré qu'il n'était pas encore en mesure de divulguer les détails de l'approche de l'entreprise, mais a déclaré qu'elle se concentrait sur la mise à l'échelle des atomes neutres au niveau architectural. « Au lieu d'étendre progressivement les conceptions actuelles à petite échelle et de nous appuyer sur des interconnexions quantiques, nous construisons une architecture à atomes neutres destinée dès le premier jour à des systèmes beaucoup plus grands », a-t-il déclaré. « Nous pensons que c'est ce qui est nécessaire pour passer des démonstrations en laboratoire à des machines quantiques véritablement à grande échelle et utiles. »
L’un des principaux défis liés au maintien de la stabilité quantique est le bruit et la « diaphonie », ou le risque d’interférence de qubits individuels, et Q-Factor a accordé une attention particulière à ces problèmes dès le début, a ajouté Raz. « Une correction efficace des erreurs quantiques fait partie intégrante de cette conception », a-t-il déclaré. « Nous ne pouvons pas encore partager la mise en œuvre détaillée, mais l'essentiel est que nous abordons la mise à l'échelle au niveau architectural afin que le système puisse se développer sans perdre le contrôle, la fidélité ou l'aspect pratique. »
À la recherche de l’avantage quantique
La prochaine étape de Q-Factor consiste à s'appuyer sur ses recherches en laboratoire et à créer un prototype fonctionnel à grande échelle de sa nouvelle architecture informatique quantique. Le soutien d’Intel Capital pourrait être important, car la société possède l’expertise en matière de fabrication et de mise à l’échelle de matériel expérimental.
La question est de savoir si Q-Factor offrira enfin ce que l’on appelle « l’avantage quantique », c’est-à-dire le point auquel les machines quantiques atteindront une échelle qui leur permettra de surpasser les capacités des ordinateurs classiques. Des sociétés comme IBM, Google, IonQ et bien d’autres ont lutté pendant des années pour atteindre cet objectif, sans succès jusqu’à présent.
Q-Factor aura probablement du mal à aller plus loin, mais il a quelques atouts en sa faveur. D’une part, les atomes neutres sont reconnus comme l’une des approches les plus prometteuses pour atteindre un nombre de qubits plus élevé, car ils sont moins complexes que les autres systèmes.
De plus, ses fondateurs sont considérés comme parmi les plus grandes autorités mondiales en matière de physique atomique. Par exemple, Raz est un physicien avec 20 ans d’expérience dans la croissance de startups de technologie profonde. Le scientifique en chef Ofer Firstenberg (à droite) est professeur à l'Institut Weizmann et expert en optique quantique et en atomes de Rydberg, tandis que Nir Davidson (à gauche) est considéré comme l'un des plus grands experts mondiaux en atomes ultrafroids, ayant publié plus de 280 articles évalués par des pairs sur le sujet. Enfin, Yoav Sagi (deuxième à gauche), professeur au Technion, est un expert en manipulation d'atomes neutres.
Lisa Cohen d'Intel Capital a déclaré que l'équipe fondatrice de Q-Factor avait une « compréhension claire » de ce qui est nécessaire pour construire un ordinateur quantique commercialement viable basé sur des atomes neutres. « Ils ont observé l'évolution du domaine, appris des défis rencontrés par d'autres et rassemblé l'expertise adéquate pour résoudre le problème le plus difficile qui reste en informatique quantique : l'échelle », a-t-elle déclaré.
