IBM Quantum estime que la voie vers une informatique quantique utile ne passe pas par un saut direct des dispositifs actuels à un ordinateur entièrement tolérant aux erreurs, mais par un éventail de techniques d’atténuation, de détection et de correction des erreurs. Selon un article publié par Ali Javadi-Abhari, Blake Johnson, Alireza Seif et Jennifer Janechek le 15 septembre 2026, le critère pratique du progrès n’est pas seulement le nombre de qubits logiques, mais aussi la taille et la complexité des circuits pouvant être exécutés de manière fiable avec les ressources disponibles.
Cette idée repose sur un compromis fondamental entre le temps et le nombre d’échantillons d’une part, et le nombre de qubits et de portes d’autre part. La correction des erreurs quantiques code les informations dans des qubits logiques et traite les erreurs pendant ou après l’exécution du circuit, mais elle nécessite un grand nombre de qubits et de portes, ainsi qu’un matériel présentant des taux d’erreur plus faibles, des connexions longue distance et un décodage en temps réel. L’atténuation des erreurs, quant à elle, repose sur l’exécution répétée du circuit afin de réduire l’effet du bruit, ce qui augmente le coût de l’échantillonnage, et peut tirer parti du calcul haute performance pour réduire ce coût.
Qu’apportent les approches hybrides ?
Dans la zone intermédiaire entre les deux approches, les techniques hybrides combinent des éléments de correction et d’atténuation des erreurs. IBM indique que des techniques récentes de correction des erreurs ont montré des taux d’erreur effectifs environ dix fois inférieurs à ceux du matériel physique sous-jacent, tandis que des approches hybrides ont entraîné une réduction de 63 fois de la charge d’échantillonnage estimée par rapport à l’utilisation de la seule atténuation des erreurs.
L’un des exemples est la correction des erreurs après sélection à l’aide de codes espace-temps, qui répartissent des tests de Pauli de faible poids dans l’espace et le temps. L’exécution matérielle est écartée si elle ne satisfait pas aux tests requis. Dans une expérience mentionnée dans l’article, 64 qubits logiques ont été codés à l’aide de 76 qubits physiques, avec 314 portes T, et un circuit comprenant 2336 portes CZ a été exécuté. Après la sélection des syndromes, le taux d’erreur effectif des portes s’est amélioré d’environ un facteur dix, avec une fidélité minimale de 0,349 et un niveau de confiance de 95 %.
La sélection ne supprime toutefois pas toutes les erreurs : certains bruits peuvent franchir les tests de symétrie. IBM signale donc un résultat de recherche combinant cette méthode avec l’annulation probabiliste des erreurs (PEC), ce qui a permis d’obtenir des valeurs d’espérance proches avec un nombre de clichés bien inférieur à celui requis par la PEC seule. Ce résultat ne prouve pas l’atteinte d’une tolérance complète aux erreurs, mais il montre comment la détection des erreurs peut être combinée à leur atténuation afin d’extraire de meilleures performances des dispositifs actuels.
Le contrôle logiciel fait partie de l’écosystème de correction
L’approche ne se limite pas à la conception des codes. IBM affirme que la plateforme IBM Quantum et Qiskit permettent d’accéder à plusieurs niveaux de la pile, depuis les impulsions de contrôle et les calibrations personnalisées jusqu’aux circuits dynamiques qui combinent les mesures pendant l’exécution avec le traitement classique et le retour d’information instantané.
Le modèle d’exécution orienté, lancé comme service expérimental l’année précédente, permet également de régler l’atténuation des erreurs côté client, en plus d’outils de profilage et d’apprentissage du bruit. Avec des modules tels que qiskit-noise-learning, qiskit-mitigation et Samplomatic, les chercheurs peuvent construire des protocoles personnalisés d’apprentissage du bruit et mettre en œuvre des stratégies normalisées d’atténuation. L’outil Executor ajoute la possibilité de récupérer les informations d’état et les points IQ, au lieu de se limiter aux résultats binaires des mesures, ce qui peut être utile pour le décodage, la vérification de l’état et l’analyse des fuites.
Deux voies pour réduire le coût de la tolérance complète aux erreurs
L’article aborde également la correction quantique conditionnelle, dans laquelle les portes de Clifford peuvent être protégées par la correction des erreurs, tandis que les erreurs des portes T codées sont atténuées à l’aide de méthodes telles que les quasi-probabilités. Comme l’atténuation ne s’applique qu’aux portes n’appartenant pas à Clifford, sa charge pourrait devenir plus gérable dans les dispositifs ayant commencé à fonctionner au niveau logique.
Une autre voie consiste à utiliser de faibles rotations transversales, résolues conditionnellement en fonction des mesures des syndromes du code. Les branches présentant des syndromes incorrects peuvent être écartées ou répétées, au lieu de dépendre entièrement de la fabrication, de la distillation et de l’acheminement par téléportation des états magiques. IBM affirme que cette idée pourrait réduire le temps d’exécution de dizaines à centaines de fois par rapport à l’approche traditionnelle Clifford + T, mais cela reste un résultat de recherche attendu et non une performance démontrée sur un système de production tolérant aux erreurs.
Qu’est-ce qui change concrètement ?
Les codes hiérarchiques offrent une autre voie. Ils placent des codes algébriques, tels que les codes Reed-Solomon quantiques, au-dessus de codes qLDPC internes, de sorte que les opérations logiques du code interne fournissent la connectivité longue distance requise par le code externe sans ajouter la même complexité au matériel. IBM indique que la combinaison de codes Reed-Solomon avec un code interne à haut taux peut théoriquement atteindre l’ordre de 1012 opérations logiques à un taux d’erreur physique de 10-3, à l’aide d’une unité présentant une complexité d’ingénierie moindre.
La correction hiérarchique en temps réel n’est toutefois pas directement disponible dans les systèmes de génération actuelle. En outre, son exploitation nécessite une intégration étroite entre les unités de traitement quantique et les processeurs CPU et GPU ou des accélérateurs spécialisés, ce qu’IBM associe à l’interface IBM Quantum Systems API et à l’architecture de calcul haute performance centrée sur le quantique.
Analyse de certi.news : la valeur fondamentale de la proposition d’IBM est de déplacer le débat de la question « Quand l’ordinateur tolérant aux erreurs apparaîtra-t-il ? » vers une question plus mesurable : quelle taille de circuit peut être exécutée de manière fiable à chaque étape de la trajectoire ? Les chiffres mentionnés indiquent des progrès importants dans la réduction du coût du bruit, mais ils ne signifient pas que les dispositifs actuels ont atteint une tolérance complète aux erreurs ni que des applications pratiques à grande échelle sont devenues disponibles. Les résultats dépendent de modèles de bruit, de la sélection d’échantillons et de ressources classiques, tandis que la mise à l’échelle, la connectivité et le temps nécessaire au décodage restent des questions ouvertes. La trajectoire progressive semble donc prometteuse pour les chercheurs, mais elle n’élimine pas le fossé d’ingénierie entre l’expérience d’un circuit logique optimisé et la construction d’un ordinateur quantique tolérant aux erreurs à grande échelle.