Google assure officiellement avoir atteint l'étape clé de la suprématie quantique. De quoi s'agit-il ? Son équipe de scientifiques a présenté cette avancée dans une étude.

Cette fois-ci, le communiqué n’a pas été supprimé peu après sa mise en ligne. Google a officiellement annoncé avoir atteint la suprématie quantique, en partenariat avec la Nasa et le Laboratoire national d’Oak Ridge (ORNL), le 23 octobre 2019.

La célèbre entreprise de Mountain View prétend avoir « démontré sa capacité à calculer en quelques secondes ce qui prendrait des milliers d’années aux supercalculateurs les plus grands et avancés, atteignant ainsi une étape majeure connue comme la suprématie quantique », résume la Nasa dans ce communiqué. Il ne s’agit qu’à moitié d’une surprise, car l’agence spatiale avait par mégarde publié un article similaire le 20 septembre dernier, avant de le supprimer.

Peut-on réaliser un calcul plus rapidement et/ou plus efficacement avec un système quantique ? // Source : Wikimedia/CC/Averater, Pixabay (montage Numerama)

Thomas Coudreau, professeur de physique et membre du Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques, avait alors expliqué à la rédaction de Numerama ce qu’était cette « suprématie quantique » que Google semblait avoir atteinte. Le chercheur nous avait indiqué que la communauté scientifique n’avait déjà que peu de doutes sur la validité des résultats de l’équipe de Google. L’hypothèse qu’il retenait était que les chercheurs de l’entreprise étaient certainement en train de soumettre leur article scientifique à une revue et qu’un bug pouvait être à l’origine de la publication de l’article, pas encore validé par des pairs.

« Un tournant vers l’informatique quantique à grande échelle »

Désormais, l’article scientifique est bien validé : il a été mis en ligne par la revue Nature le 23 octobre. Le document est consultable dans son intégralité. « Notre expérience permet d’atteindre la suprématie quantique, un tournant sur la voie de l’informatique quantique à grande échelle, y écrivent clairement les auteurs. En atteignant cette étape, nous montrons que cette accélération quantique est réalisable dans un système du monde réel et n’est pas empêchée par une quelconque loi physique cachée. »

Pour cela, les scientifiques expliquent avoir développé un processeur quantique particulier, nommé Sycamore. La machine a effectué un calcul en 200 secondes : Google estime qu’il aurait fallu 10 000 années au supercalculateur le plus rapide pour y parvenir. Mais l’avancée présentée par Google est déjà relativisée par un de ses concurrents. Dans une publication datée du 21 octobre, IBM assure que cette tâche pourrait être effectuée par « un système classique en 2,5 jours ». La « suprématie » quantique n’aurait donc pas été véritablement atteinte.

Le processeur Sycamore. // Source : Erik Lucero, Research Scientist and Lead Production Quantum Hardware (photo recadrée)

Démontrer la supériorité d’un ordinateur quantique sur une tâche particulière

Ce qu’il faut bien comprendre, c’est que l’équipe de Google a travaillé sur une tâche particulière. « Atteindre la suprématie quantique signifie que nous avons été en mesure de faire une chose plus vite, pas de tout faire plus vite », résume la chercheuse Eleanor Rieffel, responsable du Quantum Artificial Intelligence Lab et co-autrice de l’étude, citée dans le communiqué de la Nasa. Comme nous l’avait expliqué Thomas Coudreau, il y a des étapes à suivre pour espérer un jour réussir un calcul quantique jugé utile. « Si l’on veut réussir un calcul quantique universel, utile et plus rapide qu’avec un ordinateur classique, il faut d’abord pouvoir démontrer la supériorité d’un ordinateur quantique sur un ordinateur classique, sur une tâche particulière, éventuellement sans application générale », nous avait résumé le spécialiste.

L’équipe de Google songe déjà aux possibilités ouvertes pour l’avenir. « Nous nous attendons à ce que leur puissance de calcul [ndlr : celle des processeurs quantiques] continue de croitre », avancent les auteurs de l’étude. D’après eux, les processeurs quantiques pourraient connaître une évolution semblable à celle prévue par la loi de Moore, qui énonce que la puissance des circuits intégrés double (avec un coût qui ne change pas) tous les 18 mois. « L’informatique quantique passe d’un sujet de recherche à une technologie ouvrant de nouvelles possibilités de calcul », concluent les scientifiques dans Nature.

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