Une importante percée ouvre la voie à l’utilisation pratique des ordinateurs quantiques

De récents tests comparant les performances d’un processeur quantique à celles d’un superordinateur classique ont démontré la capacité du premier à s’acquitter des tâches pratiques irréalisables sur du matériel conventionnel.

Eagle vs superordinateur

Alors que les machines classiques stockent et traitent les données sous forme de bits binaires (0 ou 1), les ordinateurs quantiques utilisent des qubits, pouvant exister dans une superposition simultanée de ces deux états, ce qui a pour effet d’augmenter leur puissance de calcul de façon exponentielle. Cependant, les états quantiques se révèlent sensibles aux interférences extérieures, créant un « bruit » (des erreurs) limitant jusqu’à présent la portée de tels dispositifs.

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Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, Abhinav Kandala et ses collègues ont montré que même une machine quantique « bruyante » pouvait se révéler plus précise dans ses calculs qu’un ordinateur basé sur une architecture conventionnelle, grâce à différentes méthodes d’atténuation des erreurs.

Les performances du processeur quantique Eagle, intégrant 127 qubits, ont été comparées à celles d’un superordinateur du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie. Dans les deux cas, il s’agissait de calculer le comportement le plus probable d’un ensemble de particules, telles que des atomes dotés d’un spin, disposées en grille et interagissant les unes avec les autres.

Les calculs devenaient plus complexes à mesure que le nombre de particules simulées augmentait. Si le superordinateur était au départ capable de les résoudre efficacement, à partir d’un certain seuil, celui-ci échouait inlassablement quand Eagle était toujours en mesure de fournir une solution pertinente.

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Une nouvelle ère pour l’informatique quantique

Selon les auteurs de l’étude, il s’agit de la première démonstration de l’utilisation concrête de l’informatique quantique pour modéliser avec précision des systèmes physiques à la complexité hors de portée des machines conventionnelles les plus performantes.

Prévoyant de répéter l’expérience avec des processeurs quantiques plus puissants (intégrant davantage de qubits), l’équipe estime que ces « outils scientifiques » pourraient prochainement être utilisés pour créer des matériaux plus performants ainsi que de nouveaux composés chimiques et médicamenteux.