Les ordinateurs quantiques peuvent surpasser les ordinateurs classiques en répondant à des questions pratiques en deux ans, selon une nouvelle expérience menée par IBM. La démonstration laisse entendre que la véritable suprématie quantique, lorsque les ordinateurs quantiques dépasseront les ordinateurs numériques classiques, pourrait arriver étonnamment bientôt.
"Ces machines arrivent", a déclaré Sabrina Maniscalco, PDG de la startup d'informatique quantique Algorithmiq, basée à Helsinki, dans une interview avec Nature News.
Dans une nouvelle étude publiée mercredi dernier, des scientifiques ont utilisé l'ordinateur quantique d'IBM, connu sous le nom d'Eagle, pour simuler les propriétés magnétiques d'un matériau réel plus rapidement qu'un ordinateur classique ne peut le faire. Ceci a été réalisé grâce à l'utilisation d'un processus spécial de réduction d'erreur qui a compensé le bruit, un inconvénient fondamental des ordinateurs quantiques.
Les ordinateurs traditionnels basés sur des puces en silicium reposent sur des "bits" qui ne peuvent prendre qu'une des deux valeurs suivantes : 0 ou 1.
En revanche, les ordinateurs quantiques utilisent des bits quantiques, ou qubits, qui peuvent acquérir plusieurs états en même temps. Les qubits reposent sur des phénomènes quantiques tels que la superposition, où une particule peut exister dans plusieurs états à la fois, et l'intrication quantique, où les états de particules distantes peuvent être liés de telle sorte que changer l'un d'eux en change instantanément un autre. En théorie, cela permet aux qubits d'effectuer des calculs beaucoup plus rapidement et en parallèle, ce que les bits numériques feraient lentement et séquentiellement.
Mais historiquement, les ordinateurs quantiques ont eu un talon d'Achille : les états quantiques des qubits sont incroyablement délicats, et même la moindre influence extérieure peut changer de façon permanente leur état – et donc les informations qu'ils transportent. Cela rend les ordinateurs quantiques très sujets aux erreurs ou "bruyants".
Dans une nouvelle expérience de preuve de principe, le supercalculateur Eagle de 127 qubits, qui utilise des qubits construits sur des circuits supraconducteurs, a calculé l'état magnétique complet d'un solide bidimensionnel. Les chercheurs ont ensuite soigneusement mesuré le bruit produit par chacun des qubits. Il s'avère que certains facteurs, tels que des défauts dans le matériel de calcul intensif, peuvent prédire de manière fiable le bruit généré dans chaque qubit. L'équipe a ensuite utilisé ces prédictions pour modéliser à quoi ressembleraient les résultats sans ce bruit.
Des revendications de supériorité quantique ont déjà fait surface : en 2019, les scientifiques de Google ont affirmé que l'ordinateur quantique de l'entreprise, connu sous le nom de Sycamore, résolvait un problème en 200 secondes qui aurait pris 10 000 ans à un ordinateur ordinaire. Mais le problème qu'il a résolu - essentiellement cracher une énorme liste de nombres aléatoires puis vérifier leur exactitude - n'avait aucune application pratique.
En revanche, la nouvelle démonstration d'IBM aborde un problème physique réel, quoique très simplifié.
"Il est encourageant de constater que cela fonctionnera dans d'autres systèmes et des algorithmes plus complexes", a déclaré John Martinis, physicien à l'Université de Californie à Santa Barbara, qui a obtenu le résultat. Google 2019, dans une interview avec Nature News.
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