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Google aurait mené la première véritable expérience qui établit la suprématie quantique
Google aurait mené la première véritable expérience qui établit la suprématie quantique
Avec un système qui résout en 3 min un calcul dont la résolution prendrait 10 000 ans sur un supercalculateur
Depuis plusieurs années, Google s’est lancé dans le projet ambitieux de concevoir un système de calcul quantique capable de résoudre les problèmes concrets pour lesquels les solutions restaient, jusqu’à lors, hors de portée des systèmes de calcul classiques.
Le média américain Financial Times a rapporté ce vendredi que Google a peut-être réussi à construire un nouvel ordinateur quantique qui serait plus puissant que les meilleurs supercalculateurs que nous connaissons actuellement. Un document de recherche émanant de la firme de Mountain View aurait été temporairement mis en ligne cette semaine et serait tombé entre les mains du site. En se basant sur les éléments recueillis, le Financial Times a déclaré que le processeur de cet ordinateur quantique a permis d’effectuer un calcul spécifique en un peu plus de 3 minutes, alors que ce calcul même prendrait 10 000 ans à Summit, le supercalculateur le plus puissant au monde actuellement construit par IBM pour le Laboratoire national d’Oak Ridge dans le Tennessee, pour être résolu.
Les chercheurs de Google auraient évoqué la suprématie quantique dans le même document en indiquant qu’à leur connaissance, « cette expérience constitue le premier calcul qui ne peut être effectué que sur un processeur quantique ». Pour rappel, cette théorie relative à la supériorité des systèmes de calcul quantiques sur leurs homologues classiques suggère que l’informatique quantique devrait permettre d’effectuer plus rapidement des opérations qui prennent encore trop de temps ou qu’il n’est pas possible de traiter sur les systèmes de calcul classiques.
Un ordinateur quantique utilise les propriétés quantiques de la matière, telles que la superposition et l’intrication pour effectuer des opérations sur des données. Les ordinateurs quantiques fonctionnent sur des bits quantiques ou qubits que l’on considère comme l’unité d’information quantique, ce que le bit est pour l’ordinateur classique. L’état quantique des qubits peut posséder plusieurs valeurs. En théorie, les performances de calcul d’un ordinateur quantique augmentent de façon exponentielle à mesure que le nombre de qubits pouvant être manipulés croit.
Les ordinateurs quantiques sont actuellement limités par leur nombre de qubits (un indicateur relatif de leur puissance, selon certains experts) et leur sensibilité au phénomène de « décohérence » (un indicateur de leur stabilité) habituellement mesurée en temps de cohérence et qui désigne le passage d’un état non enchevêtré à un état enchevêtré de la mécanique quantique. Leurs performances sont, en outre, tributaires du procédé qui a permis de fabriquer les circuits du processeur quantique qu’ils embarquent, de leur architecture générale et des techniques de correction d’erreurs qui y sont implémentées.
À l’heure actuelle, il n’est plus question de savoir qui créera le premier ordinateur quantique viable au monde, étant donné le nombre de sociétés et d’équipes de recherche indépendantes qui s’y sont déjà attelées (IonQ, D-Wave Systems, Intel, Rigetti Computing, IBM, Google, NTT…). Les entreprises technologiques impliquées dans ce domaine avant-gardiste semblent plutôt engagées dans la course pour la construction de la machine de calcul quantique la plus performante qui permettra d’éprouver la théorie de la suprématie quantique.
De toute évidence, Google serait le meilleur candidat en lice pour relever ce défi, sachant qu’en mars 2018, la filiale d’Alphabet a dévoilé son premier processeur quantique de 72 qubits avec Bristlecone pour nom de code. Ce processeur quantique devait servir la recherche pour améliorer l’évolutivité de la technologie, réduire l’apparition du taux d’erreur sur les systèmes de calcul quantiques, mais aussi développer les applications de la simulation quantique.
Plus tôt cette semaine, IBM a annoncé son premier ordinateur quantique de 53 qubits et un nouveau Datacenter quantique pour répondre à la demande croissante d’accès au matériel quantique. AT&T a également déclaré récemment qu’il travaillait sur les réseaux quantiques (la technologie permettant de relier les ordinateurs quantiques). Google n’a pas commenté le rapport du Financial Times.
Source : Financial Times
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Voir aussi
:fleche: À 18 ans, il montre qu'un algorithme classique peut être aussi performant qu'un algorithme quantique et relance le débat sur la suprématie quantique
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:fleche: Une équipe de scientifiques russo-américaine présente le premier ordinateur quantique à 51 qubits, il dépasse largement les prototypes précédents
:fleche: Une puce quantique photonique de 49 qubits et une nouvelle solution pour booster la puissance des systèmes de calcul quantique analogiques
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IBM réfute l'annonce selon laquelle Google aurait établi la suprématie quantique lors d'une expérience récente
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Et avance une solution qui, en théorie, retarde l’échéance
Depuis plusieurs années, une poignée d’entreprises technologiques américaines se sont lancées dans le projet ambitieux de concevoir un système de calcul quantique qui soit à même de résoudre les problèmes concrets pour lesquels les solutions restent jusqu’à présent hors de portée des systèmes de calcul classiques. À l’heure actuelle, il n’est plus question de savoir qui créera le premier système de calcul quantique viable au monde, étant donné le nombre de sociétés et d’équipes de recherche indépendantes qui s’y sont déjà attelées (IonQ, D-Wave Systems, Intel, Rigetti Computing, IBM, NTT, Google…). Les entreprises technologiques impliquées dans ce secteur avant-gardiste semblent plutôt désormais engagées dans la course pour la création du calculateur quantique le plus performant qui permettra d’éprouver la théorie de la suprématie quantique. Pour rappel, cette théorie relative à la supériorité des systèmes de calcul quantiques sur leurs homologues classiques suggère que l’informatique quantique devrait permettre d’effectuer plus rapidement des opérations qui prennent encore trop de temps ou qu’il n’est pas possible de traiter sur les systèmes de calcul classiques.
En septembre dernier, le média américain Financial Times (FT) a rapporté que la filiale d’Alphabet avait peut-être réussi à concevoir un nouvel ordinateur quantique qui serait plus puissant que les meilleurs supercalculateurs actuels. Un document de recherche émanant de la firme de Mountain View aurait été temporairement mis en ligne et serait tombé entre les mains du FT. En se basant sur les éléments recueillis, le Financial Times a déclaré que le processeur de cet ordinateur quantique a permis d’effectuer un calcul spécifique en un peu plus de trois minutes, alors qu’il faudrait 10 000 ans à Summit - le supercalculateur le plus puissant au monde conçu par IBM pour le Oak Ridge National Laboratory aux États-Unis, dans le Tennessee - pour le reproduire avec la même fidélité ou le même niveau d’incertitude que le système quantique intrinsèquement incertain. Dans le même document, les chercheurs de Google ont évoqué la suprématie quantique en indiquant qu’à leur connaissance, « cette expérience constitue le premier calcul qui ne peut être effectué que sur un processeur quantique ».
Le point de vue tranché d'IBM
Dans un billet de blog publié récemment, IBM conteste les déclarations de Google. L’opération qui, d’après la filiale d’Alphabet, pourrait prendre 10 000 ans au supercalculateur classique le plus rapide du monde peut en fait, selon IBM, être accomplie en quelques jours seulement. D’après Big Blue, le calcul opéré calculateur quantique à 53 qubits de Google peut être réalisé sur un système de calcul classique « en 2,5 jours et avec une fidélité beaucoup plus grande ».
Comme l’a écrit John Preskill, le physicien de CalTech à l’origine du terme « suprématie quantique », dans un article paru dans le magazine Quanta, Google a spécifiquement choisi pour son expérience une opération particulière qui avantage les ordinateurs quantiques, mais handicape les ordinateurs classiques. « Ce calcul quantique a très peu de structure, ce qui rend plus difficile pour l’ordinateur classique de suivre, mais cela signifie aussi que la réponse n’est pas très informative », a-t-il écrit. Or de par son fonctionnement, un système de calcul quantique, qui peut traiter plusieurs opérations en même temps, sera en général plus rapide qu’un système de calcul traditionnel basé sur les bits.
L’autre problème avec les allégations de Google vis-à-vis de la suprématie quantique viendrait du fait que, lorsqu’on compare les performances d’un système quantique à celles d’un système classique, de telles simulations ne sont pas seulement une question de portage du code d’un ordinateur quantique à un ordinateur classique. Même si ces simulations deviennent exponentiellement plus complexes à mesure que le nombre de qubits manipulés augmente, certaines optimisations au niveau matériel (espace de stockage, quantité de mémoire vive…) et / ou logiciel (techniques permettant d’optimiser le code afin d’arriver à un équivalent suffisamment bon) peuvent faire pencher la balance d’un côté comme de l’autre, ce que met en exergue l’équipe d’IBM.
Simuler un calcul quantique dans un ordinateur classique nécessite le stockage de grandes quantités de données dans la mémoire au cours du processus. Moins il y a de mémoire disponible, plus il faut découper la tâche sur plusieurs étapes et selon IBM, la méthode de Google reposait principalement sur le stockage des données dans la RAM. IBM, de son côté, a procédé à une optimisation matérielle du supercalculateur classique qu’il a employé, notamment en augmentant la quantité de mémoire de stockage et de mémoire vive. L’entreprise a également proposé d’autres techniques d’optimisation, à la fois matériel et logiciel, permettant d’accélérer le calcul. Il faut cependant préciser que la solution avancée par les ingénieurs d’IBM reste dans le cadre de la théorie, il est donc difficile de savoir si cela pourrait fonctionner comme proposé.
Source : IBM
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:fleche: Une puce quantique photonique de 49 qubits et une nouvelle solution pour booster la puissance des systèmes de calcul quantique analogiques
