Sciences & Technique Google franchit un cap vers la «suprématie quantique»

Google franchit un cap vers la «suprématie quantique»

Sundar Pichai avec un des ordinateurs quantiques de Google, à Santa Barbara en Californie le 23 octobre 2019

Photo: GOOGLE/AFP

Le processeur Sycamore d'un des ordinateurs quantiques de Google, à Santa Barbara en Californie le 23 octobre 2019

Photo: GOOGLE/AFP

Le processeur Sycamore d'un des ordinateurs quantiques de Google, à Santa Barbara en Californie le 23 octobre 2019

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Google franchit un cap vers la «suprématie quantique»

Sundar Pichai avec un des ordinateurs quantiques de Google, à Santa Barbara en Californie le 23 octobre 2019

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Le processeur Sycamore d'un des ordinateurs quantiques de Google, à Santa Barbara en Californie le 23 octobre 2019

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Le processeur Sycamore d'un des ordinateurs quantiques de Google, à Santa Barbara en Californie le 23 octobre 2019

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L'étude de Google annonçant avoir expérimenté la «suprématie quantique» avec un processeur capable de faire un calcul en trois minutes au lieu de... 10.000 ans, est officiellement parue mercredi dans la revue Nature après avoir fuité par erreur le mois dernier.

«C'est le signal que nous attendions», s'est félicité le directeur-général de Google, Sundar Pichai. «Cela a pris 13 ans pour en arriver là. C'est l'étape la plus significative dans la quête de l'informatique quantique», poursuit-il sur son blog.

L'étude du géant du numérique avait été brièvement diffusée en septembre sur le site de la Nasa, et révélée dans la foulée par le Financial Times, avant d'en être retirée.

Une équipe de chercheurs de Google y décrit comment ils ont réussi à créer un processeur, baptisé Sycamore, qui parvient à réaliser un calcul en 200 secondes, là où un supercalculateur «classique» aurait mis, selon leurs références, «environ 10.000 ans».

«Cette accélération phénoménale comparée à tous les algorithmes classiques connus est une expérimentation de la suprématie quantique», expliquent les chercheurs dans Nature. Ce calcul, spécifique à cette expérimentation, est selon eux une «étape sur le chemin» de l'ordinateur quantique universel, très attendu dans le monde informatique où il est considéré cmme un Graal.

Sycamore a réussi à faire fonctionner un programme avec 53 qubits, la brique de base de l'informatique quantique.

Contrairement aux bits des ordinateurs classiques qui ne peuvent se trouver que dans deux états, 0 ou 1, les qubits peuvent se trouver dans plusieurs états à la fois. Cette superposition des états, fondement de la physique quantique, crée un «parallélisme» qui permet de faire plusieurs calculs à la fois. Et potentiellement, d'arriver à des algorithmes sans équivalent dans le monde classique, capables de résoudre les problèmes les plus complexes.

«Depuis les années 1980, nous tentons de construire un ordinateur quantique puissant pour résoudre certains problèmes», a rappelé John Martinis, chercheur en intelligence artificielle chez Google, lors d'une conférence de presse organisée par Nature.

- «Chemin encore long» -

«Nous démontrons que l'ordinateur quantique a cette puissance; la physique avait raison, et les entreprises vont maintenant voir que cette technologie est plus proche que ce qu'elles croyaient», s'est réjoui le chercheur.

La mécanique quantique, régie par le principe physique de la dualité ondes-particules, permet une multitude de possibilités qui se superposent. Elle est difficile à comprendre, car elle ne se joue pas au niveau sensible, comme le résume Sundar Pichai: «Tandis que l'univers fonctionne fondamentalement à niveau quantique, les humains ne l'expérimentent pas ainsi. De nombreux principes de la mécanique quantique contredisent directement ce que l'on peut observer dans la nature. Mais ses propriétés recèlent un énorme potentiel pour l'informatique».

Néanmoins, avertit-il, «le chemin est encore long entre cette expérience en laboratoire et les applications concrètes de demain».

La manipulation des qubits est en effet délicate, car il est difficile de stabiliser leur état quantique – il faut des atomes simples, froids, isolés du monde extérieur. Plus il y a de qubits, plus la difficulté croît, et les fabricants peinent aujourd'hui à dépasser les 53 qubits.

Après la fuite de l'étude, plusieurs experts avaient invité à la prudence, affirmant que ce calcul spécifique «ne servait à rien», et que l'avènement d'un ordinateur quantique universel n'était pas pour demain. Ce dernier, s'il voit le jour, serait en théorie notamment capable de briser les systèmes cryptographiques dits «RSA», utilisés actuellement par l'informatique mondiale. D'où la recherche d'une cryptographie résistante, déjà bien avancée.

Les informations sur Google sont sorties au moment où IBM, l'autre poids lourd très avancé dans la course au quantique, annonçait qu'il mettrait en ligne, accessible aux chercheurs et développeurs, une machine quantique de 53 qubits, soit l'équivalent en puissance de la machine de Google.