La Chine dévoile l'ordinateur quantique le plus puissant au monde

Des chercheurs chinois ont récemment dévoilé une machine quantique capable d’effectuer en un peu plus d’une heure un calcul qui prendrait plusieurs années aux supercalculateurs les plus rapides.

Une architecture différente

Cette réalisation constitue le dernier jalon d’une série d’avancées passionnantes réalisées par l’informatique quantique ces deux dernières années. Au cours de cette période, plusieurs équipes de chercheurs sont parvenus à atteindre 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.

Initialement franchi en 2019 par Google, à l’aide de qubits supraconducteurs (pouvant fonctionner simultanément comme des « 1 » et des « 0 » et s’appuyant sur le flux de courant pour effectuer des calculs complexes), ce cap avait également été dépassé par une équipe chinoise fin 2020, à l’aide d’une machine monotâche. Baptisée Jiuzhang, celle-ci utilisait des qubits photoniques (basés sur la lumière et présentant des performances supérieures).

Dans le cadre de travaux récemment publiés sur le serveur de prépublication arXiv, une autre équipe chinoise, dirigée par Jian-Wei Pan de l’université des sciences et technologies de Shanghai, est également parvenue à atteindre la suprématie quantique, avec une machine à qubits supraconducteurs plus puissante que celle du géant californien.

Le processeur Zuchongzhi — © Yulin Wu et al. / The University of Science and Technology of China /

Baptisé Zuchongzhi, leur ordinateur quantique peut manipuler simultanément jusqu’à 66 qubits supraconducteurs. Au total, 56 d’entre eux ont été utilisés par l’équipe pour évaluer ses performances, via une « tâche d’échantillonnage aléatoire de circuits quantiques ». Impliquant des opérations particulièrement complexes, celle-ci constituait une candidate appropriée pour démontrer les avantages du calcul quantique.

Des performances impressionnantes

« La tâche d’échantillonnage accomplie par Zuchongzhi en 1,2 heure environ prendrait au moins huit ans au superordinateur le plus puissant », a estimé l’équipe. « Nos travaux mettent en évidence l’avantage conséquent offert par cette plateforme quantique programmable de haute précision pour la réalisation de calculs que des machines classiques ne pourraient compléter dans un délai raisonnable. »

Les chercheurs ont par ailleurs précisé que la tâche était environ 100 fois plus ardue que celle résolue par le processeur Sycamore de Google en 2019. Ce dernier utilisant 54 qubits contre 56 pour Zuchongzhi, cette nouvelle performance met en évidence l’importance d’une augmentation à première vue infime du nombre de qubits, se traduisant par une amélioration exponentielle des performances d’un processeur.

Si ces chiffres restent bien inférieurs aux 76 qubits photoniques manipulés par la machine quantique Jiuzhang, son processeur impliquait une configuration inédite de lasers, miroirs, prismes et de détecteurs de photons et n’était pas programmable, contrairement à Sycamore ou Zuchongzhi.

Par Yann Contegat, le 9 juillet 2021