Google vient peut-être d’entrer dans l’ère de la « suprématie quantique »

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« Le premier calcul qui ne peut être effectué que sur un processeur quantique »

Ordinateur quantique de Google Sycamore – Crédit photo Google

Les circuits qubit de Google sont construits à partir de matériaux supraconducteurs, qui sont ensuite maintenus à très basse température.

Google affirme avoir atteint la suprématie quantique, une étape majeure dans le développement des ordinateurs quantiques. Au moins, la firme semble le laisser entendre. L’annonce a été faite dans un article qui aurait été publié sur le site Web de la NASA avant d’être retiré, selon le Financial Times lequel récupéré une copie avant sa disparition. « À notre connaissance, écrit l’article de Google, cette expérience marque le premier calcul qui ne peut être effectué que sur un processeur quantique.» Le document de recherche de Google s’intitulait «Suprématie quantique à l’aide d’un processeur supraconducteur programmable ».

L’ordinateur quantique de Google aurait été capable de résoudre un calcul – prouvant le caractère aléatoire des nombres produits par un générateur de nombres aléatoires – en 3 minutes et 20 secondes, ce qui prendrait au supercalculateur traditionnel le plus rapide du monde, Summit, environ 10 000 ans. Cela signifie effectivement que le calcul ne peut pas être effectué par un ordinateur traditionnel, faisant de Google le premier à démontrer la suprématie quantique.

« Faire en quelques minutes ce qui prendrait autrement des milliers d’années »

En dépit de cette étape importante, il est probable qu’il faille encore des années avant qu’un ordinateur quantique soit capables de s’acquitter de tâches pratiques. Cependant, une fois développés, les ordinateurs devraient avoir d’énormes conséquences pour des domaines aussi divers que la cryptographie, la chimie, l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique. Google s’attend à ce que la puissance des ordinateurs quantiques se développe à un « double taux exponentiel », alors que les ordinateurs traditionnels sont depuis longtemps rattachés à la loi de Moore, qui double leur puissance tous les 18 mois environ.

L’informatique quantique en quelques mots :

L’informatique quantique est entièrement centrée sur les qubits ou bits quantiques. Ce sont les unités d’information de base utilisées par les ordinateurs quantiques. Contrairement aux bits ordinaires, qui stockent les données sous forme de 1 ou de 0, les qubits tirent parti du phénomène quantique appelé superposition. Cela signifie qu’ils existent essentiellement en tant que 1 et 0 simultanément.

L’avantage de cela en informatique est que cela augmente de manière exponentielle la quantité d’informations que l’on peut traiter. Une paire de qubits pouvant exister sous forme de 1 ou de 0 peut comporter quatre états possibles. Trois qubits peuvent en comporter huit. Mais trois cents qubits peuvent comporter plus d’états qu’il n’y a d’atomes dans l’univers.

Google avait précédemment déclaré qu’il espérait atteindre la suprématie quantique d’ici la fin de 2017, mais le système à 72 qubits qu’il a mis au point s’est révélé trop difficile à contrôler. Suite à cela, Google a développé un modèle avec  53 bits, appelé Sycamore, qui a été utilisé pour réaliser la percée récente.

Toutefois, l’annonce de Google a été contestée par au moins un concurrent. Dario Gil, responsable de la recherche chez IBM, a déclaré au Financial Time que la prétention de Google à la suprématie quantique était « tout à fait fausse ». Gil a déclaré que le système de Google est un composant informatique spécialisé sur un ordinateur polyvalent, contrairement au travail d’IBM.

IBM est un concurrent féroce de Google dans la course au développement d’ordinateurs quantiques. Plus tôt cette année, il a dévoilé le Q System One. Bien qu’il soit encore loin d’être un dispositif informatique pratique, les efforts d’IBM ont consistés à le rendre cette machine beaucoup plus fiable que les modèles quantiques précédentes. Les puces informatiques quantiques sont très instables et sujettes aux interférences de chaleur et d’électricité. La nouvelle conception d’IBM a permis de minimiser ces interférences.

D’autres étaient plus optimistes quant au développement de cet ordinateur « Les avancées de Google en la matière constituent une étape  déterminante » a déclaré le directeur du matériel quantique chez Intel, Jim Clake. « Nous travaillons pour faire progresser rapidement tous ces domaines afin de pouvoir exploiter le véritable potentiel de l’informatique quantique. Et bien que le développement en soit encore à la première étape de ce marathon, nous croyons fermement au potentiel de cette technologie. »

Daniel Lidar, de l’Université de Californie du Sud, a également salué la manière dont le système de Google a réduit le problème de la « diaphonie », qui est le lieu où les qubits d’un ordinateur quantique interfèrent les uns avec les autres.

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