Une équipe de chercheurs chinois a annoncé avoir atteint la suprématie quantique, soit le seuil à partir duquel un ordinateur quantique accomplit une tâche virtuellement impossible à compléter pour une machine reposant sur une architecture traditionnelle.

Des calculs effectués en un temps record

À la différence des ordinateurs classiques, qui traitent les données sous forme de bits binaires (0 ou 1), ceux des machines quantiques (connus sous le nom de qubits) peuvent exister dans une superposition simultanée de ces deux états. Ce qui se traduit par une augmentation exponentielle de leur puissance de traitement potentielle. Ainsi, au lieu de passer en revue chaque possibilité l’une après l’autre, ceux-ci peuvent en explorer plusieurs en même temps, et ainsi résoudre des calculs beaucoup plus rapidement que les machines traditionnelles.

Pour ces dispositifs, le test ultime consiste à compléter des tâches considérées comme irréalisables pour des ordinateurs basés sur une architecture traditionnelle. Une étape appelée « suprématie quantique ». Un an après que Google a annoncé la résolution d’un calcul qui aurait pris 10 000 ans au superordinateur le plus puissant du monde en seulement 200 secondes grâce à son processeur Sycamore de 53 qubits, c’est au tour de la Chine de rejoindre le géant californien dans ce club très fermé.

Dans le cadre de travaux présentés dans la revue Science, leur machine photonique, baptisée Jiuzhang, a trouvé la solution à un problème particulièrement complexe, qui aurait pris pas moins de 2,5 milliards d’années à un supercalculateur traditionnel, soit plus de la moitié de l’âge actuel de notre planète.

Schéma d’un circuit optique, où les photons (en rouge) sont envoyés à travers un labyrinthe de séparateurs de faisceaux et de miroirs, dont la sortie est calculée par un ordinateur comme Jiuzhang

Un véritable labyrinthe

La performance reposait sur l’échantillonnage de bosons, consistant à déterminer la sortie d’un circuit optique complexe. Dans ce type d’architecture quantique, les photons, émis via de nombreuses entrées, sont divisés par des séparateurs de faisceaux et réfléchis grâce un système de miroirs. Prenant en compte l’ensemble de ces variables, cette approche permet de calculer la sortie possible de ce labyrinthe. Une tâche incroyablement ardue pour un ordinateur traditionnel, mais un bon test pour les machines quantiques.

Impliquant 50 photons, 100 entrées, 100 sorties, 300 séparateurs de faisceaux et 75 miroirs, la configuration utilisée a permis à l’ordinateur Jiuzhang de réaliser une tâche qui aurait demandé plus d’un cinquième de l’âge de l’Univers à Sunway TaihuLight, quatrième superordinateur le plus puissant au monde.

— Yurchanka Siarhei / Shutterstock.com

Bien qu’il s’agisse d’un énorme progrès, cela ne signifie pas que les ordinateurs traditionnels vont disparaître de sitôt. Ce genre de calculs servant surtout à démontrer la puissance potentielle des ordinateurs quantiques. En outre, les dispositifs actuellement utilisés présentent encore quelques problèmes de stabilité et ne se révèleront pas nécessairement meilleurs que leurs prédécesseurs dans toutes les tâches.

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