Des scientifiques chinois créent un processeur quantique 60 000 fois plus rapide que les superordinateurs actuels

La course est lancée pour développer un ordinateur quantique capable de dépasser un supercalculateur conventionnel, et les chercheurs du monde entier sont en avance à toute vapeur. S'ils sont mis à l'échelle à des tailles adéquates, les ordinateurs quantiques représentent le plus grand bond en avant de l'informatique depuis des décennies, avec le potentiel de laisser nos machines actuelles dans la poussière, mais des obstacles importants subsistent.

Aujourd'hui, une équipe de chercheurs chinois a créé un processeur quantique supraconducteur avec 66 qubits fonctionnels qui, face à une tâche d'échantillonnage complexe, était capable de dépasser même les supercalculateurs les plus puissants et de le terminer en une fraction du temps. Ce qui rend la recherche si impressionnante, c'est la façon dont elle démontre un énorme bond vers la primauté quantique, une étape importante dans laquelle les ordinateurs quantiques accomplissent une tâche impossible à accomplir pour un ordinateur conventionnel.

La recherche est publiée dans Physical Review Letters.

L'équipe est dirigée par Jian-Wei Pan de l'Université des sciences et technologies de Chine, qui a produit à la fois ce processeur supraconducteur et un système alternatif qui utilise la photonique ou la lumière. Pour atteindre la primauté quantique, l'équipe visait à utiliser des «problèmes d'échantillonnage» comme tâche de calcul, qui impliquent des problèmes dont les solutions ne sont pas seulement singulières, mais de multiples «échantillons» aléatoires le long d'une distribution de probabilité. Avec des sorties potentielles aussi vastes, il est possible de créer un problème d'échantillonnage qu'un ordinateur conventionnel ne peut pas résoudre de manière réaliste, mais que les ordinateurs quantiques peuvent, et ainsi démontrer la primauté quantique.

À cette fin, Pan et ses collègues doivent mettre à l'échelle les processeurs quantiques. Les ordinateurs quantiques utilisent des qubits pour traiter les données, et la création d'un système quantique viable nécessite des processeurs quantiques impliquant plus de qubits que ce qui est actuellement possible. Les plus grands processeurs quantiques peuvent actuellement traiter environ 50 qubits, en grande partie en raison des limitations physiques de la puce. Le nouveau processeur supraconducteur accordable de Pan, appelé Zuchongzhi, comprend 66 qubits fonctionnels.

Lorsqu'on lui a présenté un problème d'échantillonnage extrêmement complexe, estimé par les chercheurs comme étant 2 à 3 fois plus exigeant que les problèmes précédents attribués aux processeurs quantiques, Zuchongzhi l'a terminé en 1,2 heure. Pan et ses collègues s'attendent à ce que le même problème nécessite 8 ans pour être résolu par les supercalculateurs les plus puissants.

Dans ce cas, les chercheurs n'ont utilisé que 56 qubits pour le problème d'échantillonnage, soit 3 qubits de plus qu'une précédente revendication de primauté de Google. Cependant, même un si petit saut nécessite beaucoup plus de puissance de calcul pour un ordinateur conventionnel, ce qui, espérons-le, consolide leur prétention à la primauté.

Chaque fois que les chercheurs revendiquent la primauté, ils se heurtent à un scepticisme intense. Un tel scepticisme implique l'idée que les algorithmes les plus idéaux pour le travail ne sont pas utilisés lorsque les ordinateurs conventionnels sont opposés aux options quantiques, mais avec une telle augmentation par rapport aux affirmations précédentes, Pan et ses collègues espèrent régler complètement le débat sur la primauté.

Alors qu'est-ce que tout cela veut dire? Premièrement, en ce qui concerne les problèmes d'échantillonnage, il semble que les ordinateurs quantiques soient finalement nettement meilleurs que les options conventionnelles. Cela ne veut pas dire qu'ils sont pratiques pour l'instant - beaucoup plus d'innovation est nécessaire avant que les ordinateurs quantiques ne soient utilisés pour des tâches réelles, et cela ne se produira probablement pas trop tôt. Cependant, il est fort possible que pour certaines tâches de calcul, les processeurs quantiques soient la solution parfaite et puissent être utilisés dans des scénarios de niche à l'avenir.