OKAZAKI, Japon, 27 août 2026 /PRNewswire/ -- L'Institut des sciences moléculaires (ci-après « IMS »), agence des Instituts nationaux des sciences naturelles, a annoncé le 24 août que « Shunkai », le premier ordinateur quantique à atomes neutres full-stack du Japon, développé par une équipe de recherche dirigée par le professeur Kenji Ohmori, est désormais opérationnel.
Divers ordinateurs quantiques sont actuellement développés sous différentes formes à travers le monde. Certains problèmes doivent cependant être résolus pour leur mise en œuvre pratique, tels que l'évolutivité et la correction d'erreurs pendant le calcul.
Considérée comme la solution à ces problèmes, l'informatique quantique à atomes neutres suscite depuis peu un vif intérêt de la part des entreprises, du monde universitaire et des pouvoirs publics du monde entier, qui y voient une nouvelle approche révolutionnaire. L'informatique quantique à atome neutre utilise un seul atome comme qubit (*1) et présente des caractéristiques exceptionnelles, notamment :
- Fonctionnement à température ambiante, sans avoir besoin d'un réfrigérateur.
- Intrication quantique (*2) (à l'origine de l'accélération quantique) entre des qubits arbitraires en déplaçant les atomes (qubits) pendant les calculs.
- Optimisation flexible de la configuration des qubits pour chaque algorithme.
- Augmentation facile du nombre de qubits.
- Longue durée de vie de l'information quantique dans chaque qubit.
Le professeur Ohmori est le chef de projet à l'IMS, dirigeant une équipe de recherche et développement en informatique quantique à atomes neutres pour le projet « Ordinateur quantique à grande échelle et à haute cohérence, tolérant aux pannes, avec des réseaux d'atomes dynamiques », qui s'inscrit dans le cadre de l'objectif n° 6 du programme de recherche et développement « Moonshot » du Cabinet du Premier ministre et de la JST : « Réalisation d'un ordinateur quantique universel tolérant aux pannes ». Dans la perspective de la mise au point d'ordinateurs quantiques opérationnels, l'équipe a mis au point le premier ordinateur quantique japonais à atomes neutres full-stack, baptisé Shunkai (voir fig. 1).
Un système full-stack, tel qu'illustré à la figure 2, est un système intégrant plusieurs couches (stacks) nécessaires à la conversion des entrées utilisateur en signaux de commande permettant au dispositif informatique d'exécuter des opérations de calcul et de produire un résultat. Les ordinateurs personnels et les supercalculateurs sont des exemples de systèmes full-stack. À l'intérieur de Shunkai, les qubits atomiques sont piégés dans un réseau à l'aide de « pinces optiques (*3) » générées par la focalisation précise d'un faisceau laser à l'aide d'une lentille d'objectif. Les calculs quantiques sont effectués en exposant les atomes à des micro-ondes ou à un faisceau laser. Les résultats de simulation sont interprétés en observant, à l'aide d'une caméra, la fluorescence émise par chaque atome individuel. L'IMS a pris l'initiative de développer cet ordinateur quantique full-stack, en mettant en place une solide collaboration entre le secteur privé et le monde universitaire dans le cadre du projet Ohmori Moonshot : avec Hitachi, Ltd. pour la pile logicielle et avec Infleqtion, Inc. pour la pile de l'unité de traitement quantique (QPU).
Shunkai utilisera environ 50 qubits initialement, puis étendra sa capacité à environ 500 qubits. Le système sera partiellement ouvert aux utilisateurs externes pour le développement de ses applications ainsi que pour la démonstration et l'amélioration de la correction d'erreurs quantiques (*4). Il est également envisagé de collaborer avec Yaqumo Inc., dont le professeur Ohmori est l'un des fondateurs et le conseiller exécutif, dans le cadre de la mise en œuvre sociale et du perfectionnement de l'ordinateur quantique.
Développements futurs
Dans le cadre de la deuxième phase du projet « Ohmori Moonshot » intitulée « Ordinateur quantique tolérant aux pannes basé sur des atomes neutres », qui a démarré en avril 2026, l'équipe exploitera cet ordinateur quantique full-stack afin de poursuivre le développement et l'amélioration des technologies d'intégration et de contrôle, de faire évoluer le système vers la tolérance aux pannes et des échelles plus grandes et de permettre des calculs quantiques d'une grande stabilité et d'une haute fidélité sur de longues périodes. D'ici mars 2031, à l'issue de la deuxième phase, l'objectif est de mettre au point un ordinateur quantique à atomes neutres, à grande échelle et hautement performant, doté d'une tolérance aux pannes, comptant 10 000 qubits physiques et doté de capacités de détection et de correction des erreurs quantiques, qui sera mis à la disposition des utilisateurs externes.
Message du professeur Kenji Ohmori, de l'Institut des sciences moléculaires :
« Les ordinateurs quantiques à atomes neutres ont suscité récemment un vif intérêt à l'échelle mondiale en tant que nouvelle approche susceptible de dépasser les limites de l'approche supraconductrice, dont le développement a débuté plus tôt. Je pense qu'il est extrêmement significatif que nous ayons désormais mis au point le premier ordinateur quantique full-stack du Japon dans ce domaine de pointe et que nous ayons commencé à l'exploiter. Nous pensons que l'utilisation externe de Shunkai, notre machine full-stack, notamment par les chercheurs en théorie et en génie logiciel pour le développement de technologies de correction d'erreurs, ainsi que par les chercheurs en entreprise dans le cadre d'applications pratiques, devrait avoir des répercussions positives dans divers domaines de l'industrie, du monde universitaire et du secteur public à travers le monde. L'intégration de Shunkai à l'infrastructure de supercalcul partagée existante de l'IMS est également prévue afin de donner naissance à un centre de calcul hybride quantique-GPU. »
À propos de Shunkai
Son nom fait référence à Harumi Shibukawa, dont le prénom « Harumi » se prononce également « Shunkai », un astronome de l'époque d'Edo (1603-1867) qui a créé le premier système calendaire original au Japon. Les calculs relatifs au mouvement des corps célestes sur la sphère céleste rappellent le contrôle précis des états quantiques sur la « sphère de Bloch », qui représente l'état d'un qubit au sein de la communauté des physiciens. En rendant hommage à Shibukawa, qui a mis au point le premier calendrier japonais élaboré à partir de calculs précis, ce système a été baptisé Shunkai dans l'espoir que le premier ordinateur quantique japonais à atomes neutres full-stack soit capable d'effectuer des calculs quantiques précis.
(Takafumi Tomita, maître de conférences, Institut des sciences moléculaires, Instituts nationaux des sciences naturelles)
Glossaire
(*1) Qubit : l'unité de base de l'information dans un ordinateur quantique. Contrairement aux bits classiques, qui ne peuvent prendre que la valeur « 0 » ou « 1 », un bit quantique peut représenter simultanément les états « 0 » et « 1 » grâce à la « superposition » quantique mécanique.
(*2) Intrication quantique : phénomène propre à la mécanique quantique, dans lequel deux particules (quanta) ou plus entretiennent une forte corrélation entre elles, même à distance, et dans lequel le résultat de l'observation de l'une détermine instantanément l'état de l'autre.
(*3) Pince optique : technique qui utilise la lumière laser pour capturer des particules, telles que des atomes ou des particules diélectriques, à proximité du point focal.
(*4) Correction d'erreurs quantiques : technique permettant de corriger les erreurs de calcul dues à l'imperfection des manipulations et à l'influence de l'environnement sur les bits quantiques au cours du processus de calcul. Les états quantiques étant extrêmement fragiles et susceptibles d'être facilement perturbés, cette technique est indispensable pour les ordinateurs quantiques.
Financement de la recherche : https://kyodonewsprwire.jp/attach/202604237994-O11-DaDJ5C71.pdf
Photo/Figure: https://kyodonewsprwire.jp/attach/202604237994-O10-e1L56Rhq.pdf
Liens connexes : https://kyodonewsprwire.jp/attach/202604237994-O9-QN8TFY9J.pdf
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