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Google dévoile le plus grand ordinateur Quantum à ce jour, mais alors quoi?

Ryan F. Mandelbaum Dec 28, 2018. 15 comments

Bristlecone, son plus récent ordinateur quantique à 72 qubits, a été annoncé lors d’une conférence et dans un article publié hier sur son blog. C'est un grand pas en avant par rapport à la concurrence, mais quelle importance a-t-il?

L'informatique quantique, ou l'informatique basée sur les principes de la physique est le sujet le plus éreintant, est entré dans une nouvelle ère dans laquelle il fait des choses qui sont classiquement difficiles. Certains chercheurs tentent de démontrer que leurs ordinateurs quantiques peuvent résoudre des problèmes que les superordinateurs ne peuvent résoudre. Google pense que Bristlecone sera la puce qui atteindra cette étape décisive de la "suprématie quantique".

"Nous sommes prudemment optimistes quant à la possibilité d'obtenir la suprématie quantique avec Bristlecone", a écrit Julian Kelly, chercheur chez Google, dans un article de blog, "et nous sommes convaincus qu'apprendre à construire et à utiliser des appareils à ce niveau de performances est un défi passionnant."

Les ordinateurs effectuent des calculs à l'aide de bits, qui sont des systèmes physiques qui supposent l'un des deux choix. Nous appelons généralement ces choix «zéro» et «un». Les Qubits, ou bits quantiques, ont également des zéros et des uns, mais ils existent et interagissent les uns avec les autres sur la base des règles de la mécanique quantique. Ils prennent «zéro» et «un» simultanément avec différentes forces (techniquement, c'est une combinaison linéaire de zéro et une avec des constantes complexes servant d '«amplitudes de probabilité») pendant le calcul. Pour effectuer ces calculs, il faut enchevêtrer les qubits, ce qui rend essentiellement leur production dépendante les uns des autres, ce qui rend certaines combinaisons de résultats plus ou moins probables.

Ce nouveau système pourrait avoir d’importantes utilisations potentielles pour casser les stratégies de cryptographie actuelles ou optimiser la recherche à long terme. Mais à court terme, ils pourraient potentiellement être utiles pour modéliser mieux des molécules complexes que les ordinateurs classiques, trouver des solutions optimales à des problèmes complexes et améliorer l’intelligence artificielle.

Google a déjà discuté avec Gizmodo de la manière dont plans pour atteindre suprématie quantique. Il s’agirait là d’un problème spécifiquement conçu par les ordinateurs quantiques et que l’on pense que les supercalculateurs ne sont pas en mesure de résoudre dans un délai raisonnable. "Nous pensons que la démonstration expérimentale d'un processeur quantique surpassant celui d'un superordinateur marquerait un tournant décisif pour notre domaine et restait l'un de nos objectifs clés", a déclaré le blog de Google.

Le nombre de qubits est important pour les ordinateurs quantiques, bien entendu - les leaders en ont environ 50, et 72 seraient les plus importants à ce jour. Mais de nombreuses organisations d’autres organisations soulignent depuis longtemps que le nombre de qubit n’est pas tout ce qui compte.

"Le nom du jeu ne consiste pas simplement à ajouter plus de qubits", a déclaré à Siz Gizmodo et à d'autres personnes Bob Sutor, vice-président de Cognitive, Blockchain et Quantum Solutions chez IBM Research. «C'est la qualité des qubits qui compte. Avoir 50 grands qubits est bien supérieur à 2 000 qubits vraiment moche. »Cela signifie que les qubits doivent rester quantiques, et ne pas se dégrader en bits ordinaires, pendant longtemps.

Bien entendu, Google est conscient de tous ces points et les mentionne dans l'article de blog sur lequel la correction des erreurs joue un rôle central. «De manière cruciale, le processeur doit également avoir de faibles taux d’erreur en lecture et en opérations logiques, telles que des portes à un et deux bits,» écrit Kelly. Mais la fabrication de l'appareil ne fait pas tout. Ils doivent en fait tester les tests et montrer les résultats à la communauté scientifique afin de convaincre les scientifiques.

Si Google réalise la suprématie quantique avec Bristlecone, il ne s'agit que de l'une des nombreuses étapes importantes de l'informatique quantique, et serait probablement la tâche la plus utile pour analyser les performances de l'ordinateur. Comme John Preskill l’a dit récemment dans un article sur le nouveau Ère «NISQ» de l'informatique quantique nous avons déclaré: «La suprématie quantique est un objectif louable, remarquable pour les entrepreneurs et les investisseurs, non pas tant par son importance intrinsèque, mais plutôt comme un signe de progrès vers des applications plus intéressantes à l'avenir."

Et les ordinateurs classiques continuent d’améliorer leurs performances. Récemment, un ordinateur IBM a simulé avec succès un ordinateur quantique de 49 qubits. Pour prouver la suprématie quantique, il faut vérifier qu'un ordinateur classique ne peut résoudre le problème à des échelles de temps similaires, ou qu'il n'existe aucun moyen d'effectuer ces calculs sur des ordinateurs classiques auxquels les scientifiques n'ont pas encore pensé.

Il y a aussi d'autres joueurs dans le jeu, utilisant d'autres architectures. Les qubits d'IBM ressemblent beaucoup à ceux de Google, mais Microsoft, Intel et des startups comme IonQ poursuivent des architectures qubit très différentes. Des simulateurs quantiques spéciaux d’une cinquantaine de qubits, basés sur des atomes piégés, ont commencé à produire découvertes utiles en physique.

Si le nouveau processeur Bristlecone peut atteindre la suprématie quantique, ce serait une étape importante, peut-être dans la mesure où un bébé qui fait ses premiers pas est une étape importante. C'est un signe passionnant que le bébé aura bientôt beaucoup plus de compétences, mais il n'est pas encore mature. Et dans le cas de l'informatique quantique, le bébé n'a même pas fait ses premiers pas. Il reste encore beaucoup de travail à faire.

[via Google Research ]

(Merci à Scott Aaronson de l'UT Austin de m'avoir aidé à vérifier ce post.)

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