Majorana 2 : la puce quantique conçue par IA qui promet un ordinateur fonctionnel d’ici 2029

La course à l’ordinateur quantique utile vient de prendre un sérieux coup d’accélérateur. Lors de sa conférence Build à San Francisco, Microsoft a dévoilé Majorana 2, une unité de traitement quantique de nouvelle génération qui marque un tournant dans deux décennies de recherche sur le qubit topologique. L’idée maîtresse ? Utiliser une physique exotique pour rendre les qubits résistants aux erreurs par conception, plutôt que de stabiliser le système à grand renfort de qubits de correction d’erreurs .

Le chiffre qui fait sensation : une fiabilité multipliée par 1 000 par rapport à la première génération Majorana 1, associée à une durée de vie moyenne du qubit de 20 secondes, un changement de paradigme . Pour donner un ordre de grandeur, la plupart des qubits supraconducteurs ou à ions piégés de géants comme Google ou IBM perdent leur état quantique en quelques microsecondes . Ce saut technologique n’est pas qu’un résultat de laboratoire : il est la raison directe pour laquelle Microsoft a divisé par deux sa feuille de route, passant d’une échéance autour de 2033 à l’horizon 2029 .

La percée clé : un nouvel empilement de matériaux

Ce bond en performance est d’abord une question de science des matériaux. Pour Majorana 2, l’équipe quantique de Microsoft a entièrement revu la composition de la puce. Le changement majeur ? Remplacer le supraconducteur en aluminium par du plomb (Pb). La région active semi-conductrice a elle aussi évolué vers une combinaison d’arséniure d’indium et d’arséniure d’indium-antimoine, avec l’ajout d’une couche d’antimoine (Sb) dans le processus de fabrication .

Ce nouvel assemblage crée une « phase topologique » plus stable, cet état exotique de la matière où émergent les modes zéro de Majorana qui protègent l’information quantique . L’indicateur clé, appelé gap topologique, a plus que doublé par rapport à la conception de Majorana 1 . Un gap topologique plus large agit comme un bouclier qui supprime activement le bruit environnemental, capable d’ordinaire de détruire l’état fragile d’un qubit. Résultat : un qubit qui peut effectuer des opérations de porte à l’échelle de la microseconde tout en restant vivant en moyenne 20 secondes, avec des pointes dépassant parfois la minute .

Comment l’IA agentique a accéléré la conception

Une avancée matérielle de cette ampleur prend d’ordinaire des années d’expérimentations fastidieuses en laboratoire. Mais Microsoft a utilisé son arme secrète : l’IA agentique. L’équipe quantique s’est associée à Microsoft Discovery, une plateforme d’IA conçue pour accélérer la recherche scientifique en explorant des espaces de conception vastes et complexes .

Au lieu de tester manuellement des combinaisons de matériaux, l’agent IA a été chargé d’identifier un empilement stable et une géométrie de dispositif optimisée. Chetan Nayak, Technical Fellow et patron du matériel quantique chez Microsoft, a souligné que l’IA agentique a été déterminante dans l’itération rapide qui a produit le gain de fiabilité de Majorana 2, permettant de franchir des obstacles qui freinaient jusqu’ici les performances des qubits topologiques . En clair, l’IA ne s’est pas contentée de lancer des simulations : elle a activement participé à l’invention de la nouvelle architecture de la puce .

Le calendrier offensif de 2029 et la suite du chemin

Fort de ce gain de fiabilité de 1 000 fois, Microsoft réécrit son agenda quantique. L’entreprise qui envisageait autrefois une machine quantique à grande échelle pour 2033 vise désormais 2029, soit dans trois ans seulement . Le vice-président de la branche quantique, Zulfi Alam, affirme que l’objectif est de disposer de machines ayant une valeur commerciale dans les centres de données d’ici la fin de la décennie .

La prochaine étape concrète sur la feuille de route de Microsoft consiste à construire un « prototype tolérant aux pannes » fondé sur ces qubits topologiques, dans un délai qui se compte en « années, pas en décennies » . La vision ultime, inchangée depuis Majorana 1, reste une seule puce capable de passer à un million de qubits, tenant dans le creux de la main .

Le scepticisme scientifique qui persiste

Malgré cette dynamique matérielle, Majorana 2 arrive dans une communauté scientifique encore très prudente vis-à-vis des revendications topologiques de Microsoft. L’annonce de Majorana 1 l’an dernier avait suscité un vif débat sur la réalité de la création d’un qubit topologique, la validation par les pairs restant une question ouverte . Pour ne rien arranger, une publication historique dans Nature issue des premières recherches de l’entreprise avait même dû être rétractée par le passé .

Si le Dr Nayak présente la nouvelle puce comme la preuve que des progrès à grande échelle sont possibles, certains chercheurs restent sceptiques. L’échéance de 2029, comme le rapporte le magazine Science, est jugée audacieuse y compris dans un « domaine saturé de promesses » . Les améliorations en durée de vie de parité et en gap topologique sont des mesures impressionnantes au niveau du dispositif, mais les détracteurs notent qu’un seul qubit longue durée ne prouve pas à lui seul une voie dégagée vers une machine à un million de qubits. Microsoft mise à nouveau massivement sur son approche controversée, et les trois prochaines années seront le test ultime pour savoir si l’entreprise avait raison.