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Ordinateur quantique : Google a-t-il atteint la suprématie quantique ?

Ordinateur quantique : Google a-t-il atteint la suprématie quantique ?
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Google affirme avoir réalisé le premier « ordinateur quantique »  

Dans un article brièvement apparu sur le site de la Nasa et repris par le Financial Time, le 20 septembre 2019, des chercheurs de Google affirment avoir atteint la « suprématie quantique »  en parvenant à faire effectuer un calcul bien spécifique à un calculateur quantique en seulement 3 minutes et 20 secondes, ce qui aurait demandé plus de 10 000 ans de calcul au plus puissant super-calculateur au monde (le Summit). Oui vous avez bien lu 10000 ans ! Cela fait de ce calcul, le premier calcul ne pouvant être exclusivement réalisé qu’avec un processeur quantique.

 

Ce n’est pas en soi un « véritable ordinateur quantique » mais ce que l’on appelle un calculateur, les chercheurs de Google ayant indiqué que leurs machines quantiques ne pouvaient, à ce stade, effectuer qu’un seul calcul à la fois, et qu’il n’était à ce jour qu’expérimental. Le calculateur quantique de Google s’appellerait Sycamore et disposerait de plus de 50 qubits (quantum bits) et serait spécialisé dans la simulation de ce que l’on appelle un circuit quantique aléatoire.  Théoriquement pourtant, les calculateurs quantiques sont capables de résoudre des problèmes insolubles pour les ordinateurs classiques. Pour cela, ils s’appuient sur les propriétés de la physique quantique, qui décrit le monde à l’échelle des particules subatomiques. 

 

Il s’agit pourtant d’une « étape importante ». Si ces ordinateurs quantiques étaient réalisés, ils pourraient avoir des applications industrielles dans le domaine de l’énergie ou des nouveaux matériaux, de l’apprentissage automatique (Machine Learning), révolutionner le calcul scientifique et la recherche, par exemple pour mettre au point de  nouveaux médicaments, casser sans problème les codes de nos cartes bancaires, … ou pire pour les plus pessimistes.

 

 

Qu’entend-on par  « suprématie quantique » ? 

La suprématie quantique indique une étape importante en informatique où l’ordinateur quantique dépasserait de loin la puissance d’un ordinateur traditionnel. Plus précisément, « la suprématie quantique peut être obtenue dès lors que le taux d’erreur est suffisamment bas à partir d’ordinateurs quantiques d’au moins 50 qubits (quantum bits), et d’arriver à un cas de figure où le quantique devient la seule solution valable pour effectuer une action, à contrario d’un ordinateur classique ».

 

Dans la même publication du Quantum AI Lab intitulée Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Process, les scientifiques prédisent une augmentation des capacités de calcul des ordinateurs quantiques à un taux exponentiel double, c’est-à-dire une fonction exponentielle dont l’exposant est lui-même une fonction exponentielle. Sortez vos calculatrices ! Non c’est impossible ! En comparaison, les processeurs actuels à base de transistors ont connu à leurs belles heures une croissance exponentielle simple, connue sous le nom de loi de Moore.

 

 

Qu’est-ce qu’un ordinateur quantique ? 

Mais au fait, qu’est-ce qu’un ordinateur quantique ? Pour faire simple, au lieu d’utiliser les traditionnels bits (d’une valeur binaire de 0 ou 1), les ordinateurs quantiques s’appuient sur la notion de « quantum bits » ou qubits. Chaque qubit se compose d’une superposition de deux états de base qui correspondent à des amplitudes de probabilité. En augmentant le nombre de qubits, on augmente exponentiellement la puissance de calcul de l’ordinateur quantique. 

 

Cette vidéo de 5 minutes vous permettra en image d’en savoir un peu plus !

 

 

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