YORKTOWN HEIGHTS, N.Y., le 26 mars 2026 — IBM (NYSE : IBM) a annoncé aujourd’hui de nouveaux résultats démontrant que son ordinateur quantique est capable de simuler des matériaux magnétiques réels avec des résultats concordant avec des expériences de diffusion de neutrons, marquant une avancée significative vers l’utilisation des ordinateurs quantiques comme outils fiables pour la découverte scientifique. Ces travaux, présentés dans un article prépublié, ont été menés par des chercheurs du Centre des Sciences Quantiques de l'Oak Ridge National Laboratory, financé par le Département Américain de l’Énergie, l’Université Purdue, l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, le Laboratoire national de Los Alamos, l’Université du Tennessee et IBM.

La capacité à concevoir de nouveaux matériaux — tels que de meilleurs supraconducteurs, des batteries plus performantes ou de nouveaux médicaments — repose sur la compréhension de phénomènes quantiques souvent difficiles à modéliser à l’aide des méthodes classiques. Bien que les ordinateurs quantiques soient pressentis pour relever ce défi, il n’était jusqu’à présent pas certain que les processeurs actuels puissent fournir des simulations quantitativement fiables de matériaux réels. Ces résultats montrent que le matériel quantique actuel, associé à de nouveaux algorithmes et à l’architecture de supercalculateur quantique, permet d’ores et déjà de simuler les propriétés des matériaux, qui sont généralement difficiles à prédire à l'aide des seules méthodes classiques.

« Il existe une telle quantité de données issues de la diffusion de neutrons sur les matériaux magnétiques que nous ne comprenons pas pleinement en raison des limites des méthodes classiques approximatives », a déclaré Arnab Banerjee, assistant professor of Physics and Astronomy à l’Université Purdue. « Utiliser un ordinateur quantique pour mieux comprendre ces simulations et comparer les données expérimentales est un rêve que je nourris depuis une dizaine d’années, et je suis ravi que nous ayons désormais démontré pour la première fois que cela est possible. »

L’expérience

Les scientifiques utilisent depuis longtemps des sources de neutrons pour révéler les propriétés quantiques des matériaux, en mesurant la manière dont les neutrons incidents échangent de l’énergie et de la quantité de mouvement avec les spins au sein du matériau. Dans cette étude, l’équipe s'est intéressée au cristal magnétique KCuF₃, dont les propriétés sont bien connues, et a comparé directement les mesures de diffusion de neutrons avec des simulations réalisées sur un ordinateur quantique. La concordance entre l’expérience et la simulation démontre que les processeurs quantiques sont désormais capables de reproduire les principales propriétés dynamiques de matériaux réels. « C’est la correspondance la plus impressionnante que j’aie jamais observée entre des données expérimentales et une simulation, et cela relève clairement le niveau d’exigence quant à ce que l’on peut attendre des ordinateurs quantiques », a déclaré Allen Scheie, condensed matter physicist au Laboratoire national de Los Alamos. « Je suis extrêmement enthousiaste quant à ce que cela signifie pour la science. »

Ces résultats commencent à établir les ordinateurs quantiques comme des outils de calcul fiables pour la simulation de matériaux. « Les simulations quantiques de modèles réalistes de matériaux et leur caractérisation expérimentale, constituent une démonstration majeure de l’impact que l’informatique quantique peut avoir sur les processus de découverte scientifique », a déclaré Travis Humble, Directeur du Centre des Sciences Quantiques de l'Oak Ridge National Laboratory.

L’étude souligne également que l’amélioration de la taille et de la qualité des processeurs quantiques a été déterminante pour la précision obtenue dans la simulation. « Ces résultats ont vraiment été rendus possibles grâce aux taux d’erreur des portes à deux qubits auxquels nous avons désormais accès sur nos processeurs quantiques », a déclaré Abhinav Kandala, principal research scientist chez IBM. « Nous espérons que de nouvelles améliorations des taux d’erreur, ainsi que des extensions à des dimensions plus élevées, permettent de prédire des propriétés de matériaux qui restent difficiles à traiter à l’aide des seules méthodes classiques. » En tirant parti de la programmabilité d’un processeur quantique universel, l’équipe a déjà étendu cette approche au-delà de KCuF₃ afin de simuler des classes de matériaux présentant des interactions plus complexes.

Construire l’ère quantique

Cette expérience s’inscrit dans une évolution plus large de l’utilisation des ordinateurs quantiques pour résoudre des problèmes scientifiques définis par les laboratoires. Parmi les avancées récentes figurent la première simulation quantique d’une molécule demi-Möbius jamais observée dans la nature, ainsi qu’une simulation de protéine à grande échelle menée en collaboration avec la Cleveland Clinic. Que ce soit en chimie, en science des matériaux et en biologie moléculaire, la simulation quantique commence à s’attaquer à des problèmes d’intérêt majeur pour les scientifiques.

L'approche de supercalculateur quantique présentée ici vise à générer une valeur scientifique et commerciale en associant le matériel quantique actuel à l’informatique classique dans des processus qui exploitent efficacement les deux technologies.

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