Ce nouvel ordinateur quantique est un million de milliards de fois plus rapide qu’un superordinateur

Un prototype d’ordinateur quantique développé en Chine vient de repousser les limites connues en matière de calcul. Ce système, baptisé Zuchongzhi-3, affiche une puissance de calcul un million de milliards de fois supérieure à celle des superordinateurs les plus performants aujourd’hui. Bien que ce prototype ne soit pas encore exploitable pour des applications concrètes, ses performances laissent entrevoir un avenir révolutionnaire pour le calcul quantique. L’étude détaillant ses performances a été publiée dans la revue Physical Review Letters.

Une avancée spectaculaire dans le domaine quantique  

Les ordinateurs quantiques, basés sur les principes uniques de la mécanique quantique, promettent de transformer la manière dont nous effectuons des calculs complexes. Cependant, la construction et l’utilisation de ces machines restent extrêmement complexes, et leur développement est encore en cours. Malgré cela, certains prototypes repoussent déjà les limites des performances actuelles.

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En exploitant les lois complexes de la mécanique quantique, ces dispositifs utilisent non plus des bits, mais des qubits, qui peuvent exister dans plusieurs états à la fois. Ces dernières années, plusieurs institutions et entreprises ont annoncé avoir atteint la « suprématie quantique », c’est-à-dire la capacité d’un ordinateur quantique à résoudre un problème plus rapidement qu’un superordinateur classique.

Le Zuchongzhi-3 fait partie de cette nouvelle génération de processeurs quantiques. Composé de 105 qubits supraconducteurs, il représente une avancée significative par rapport aux machines existantes. À titre de comparaison, les chercheurs chinois estiment qu’il faudrait près de 6 milliards d’années au superordinateur Frontier, l’un des plus rapides au monde, pour accomplir une tâche que Zuchongzhi-3 réalise en seulement quelques minutes.  

Un test de référence pour démontrer la suprématie quantique  

Pour démontrer les capacités impressionnantes de leur machine, les scientifiques ont soumis le Zuchongzhi-3 à un test connu sous le nom de Random Circuit Sampling (RCS). Ce test consiste à générer et évaluer des circuits quantiques aléatoires, un exercice particulièrement adapté pour mesurer la puissance brute d’un ordinateur quantique.  

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Selon les chercheurs de l’université des sciences et technologies de Chine, lors de ce test, Zuchongzhi-3 a exécuté un échantillonnage de circuits aléatoires avec 83 qubits et 32 couches de calcul. « En comparaison avec le meilleur algorithme classique connu à ce jour, notre système est de 15 ordres de grandeur plus rapide que le superordinateur le plus puissant de la planète », précisent-ils.  

Autrement dit, Zuchongzhi-3 est environ 2 millions de milliards de fois plus rapide que Frontier pour cette tâche spécifique. En comparaison, il dépasserait également les résultats obtenus par Sycamore, le célèbre ordinateur quantique de Google, de près d’un million de fois. Cependant, il semble encore moins rapide que le processeur quantique Willow, également conçu par Google, qui serait 10 milliards de fois plus rapide que Zuchongzhi-3, selon les communiqués de la société californienne.

Un potentiel colossal, mais encore peu d’applications concrètes  

Malgré ces avancées, les ordinateurs quantiques comme Zuchongzhi-3 ne sont pas encore prêts à bouleverser le monde de l’informatique. À l’heure actuelle, leur principale utilisation consiste à démontrer leur puissance brute par le biais de tests tels que le RCS, mais aucune application directe – industrielle ou scientifique – n’a encore été trouvée.  

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Même Google, l’un des pionniers du secteur, a récemment lancé un concours mondial de 5 millions de dollars pour encourager les chercheurs à trouver des utilisations pratiques pour les ordinateurs quantiques. Cela dit, certains progrès notables ont été réalisés. Par exemple, il y a quelques semaines, un dispositif quantique a été utilisé pour simuler une version simplifiée d’un scénario hypothétique de fin de l’Univers. Ce type de simulation est un domaine où les ordinateurs quantiques pourraient s’avérer essentiels.

Par ailleurs, l’ordinateur quantique de Google exécute instantanément une tâche qui prendrait normalement 47 ans.