Un ordinateur d’une complexité sans précédent atteint la suprématie quantique

Une machine quantique conçue par des chercheurs chinois a résolu en 4,2 heures un calcul qui prendrait des milliers d’années à un ordinateur classique. Cette démonstration a été réalisée en utilisant 6 bits quantiques (qubits) de plus que le processeur Sycamore de Google, qui avait été le premier à atteindre la suprématie quantique.

Un club très fermé

Les ordinateurs quantiques ont le potentiel de surpasser les performances des ordinateurs classiques pour certains types de calculs. Si les machines reposant sur une architecture conventionnelle resteront probablement bien mieux adaptées aux tâches courantes, la conception d’un ordinateur quantique stable et suffisamment puissant pour effectuer des calculs utiles représente un défi d’ingénierie complexe.

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L’avantage quantique en matière de calcul, également appelé suprématie quantique, désigne le seuil à partir duquel un ordinateur quantique démontre sa capacité à effectuer un calcul qu’une machine classique ne pourrait achever dans un temps raisonnable. Ce qui s’était produit pour la première fois en 2019, lorsque le processeur Sycamore de Google avait simulé un circuit quantique et échantillonné des nombres aléatoires à partir de sa sortie. Une tâche de référence pour la génération actuelle d’ordinateurs quantiques.

À l’époque, l’équipe de Google avait utilisé 54 bits quantiques supraconducteurs pour effectuer en quelques minutes un calcul qui aurait pris des dizaines de milliers d’années à un ordinateur classique. Quelques mois plus tard, une équipe de l‘université des sciences et technologies de Chine avait résolu un problème de référence d’une difficulté trois fois supérieure en seulement 70 minutes à l’aide du processeur Zuchongzhi, doté de 66 qubits, mais n’en ayant utilisé que 56 lors des expériences, soit deux de plus que Google.

60 qubits utilisés

Aujourd’hui, le processeur Zuchongzhi 2.1 mis à niveau par cette même équipe a utilisé 60 qubits pour résoudre un problème qui, selon elle, était encore trois fois plus complexe que celui-ci résolu par la précédente version de la puce quantique. Dans leur article pré-publié sur le serveur arXiv, les scientifiques chinois indiquent que leur processeur amélioré présente moins de « bruit » et s’avère plus fiable, mais que les travaux futurs viseront à développer la correction d’erreurs, un obstacle important sur lequel Google et d’autres équipes de recherche planchent déjà.

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Pour Peter Knight, de l’Imperial College de Londres, cette dernière expérience montre que des progrès notables sont réalisés dans le domaine de l’informatique quantique. « Les chercheurs de l’université des sciences et technologies de Chine semblent avoir amélioré la fiabilité de leurs qubits, qui sont donc moins bruyants et fonctionnent mieux », souligne t-il. « Les progrès réalisés avec cette puce sont vraiment impressionnants, mais ils ont probablement exploité toutes les capacités du dispositif dont ils disposent actuellement. »

S’il semble que les recherches de Google aient été dépassées, il est toutefois possible que l’entreprise ne publie tout simplement pas les améliorations régulièrement apportées à sa propre technologie. D’après le chercheur britannique, il est probable que la recherche sur la prochaine génération de machines quantiques se poursuive à huis clos.