Des chercheurs de l’Université de sciences et technologie de Chine affirment que leur ordinateur quantique de 66 qubits baptisé Zuchongzhi 2 est 1 million de fois plus rapide que le Sycamore de Google et 10 millions de fois plus rapide que le superordinateur le plus puissant du monde. Une véritable avancée dans le domaine de l’informatique quantique.

Deux ordinateurs quantiques avec une méthode de fonctionnement différente

Les prouesses de cet ordinateur ont déjà été relayées par nos soins en juillet dernier. Néanmoins, nous prenions des pincettes car aucune revue scientifique sérieuse n’avait publié les résultats des chercheurs chinois. C’est désormais chose faite avec le journal de la Société américaine de physique.

Pour tester leur machine, les scientifiques ont calculé la probabilité qu'une certaine configuration d'entrée conduise à une configuration de sortie particulière. Cependant, ces circuits disposent de dizaines d’entrées et de sorties, rendant la tâche impossible à réaliser pour un ordinateur classique, mais pas pour un ordinateur quantique.

« Nous estimons que la tâche d'échantillonnage accomplie par Zuchongzhi en environ 1,2 heures prendrait au moins huit ans au superordinateur le plus puissant. Notre travail établit un avantage de calcul quantique sans ambiguïté qui est infaisable pour le calcul classique dans un temps raisonnable. La plateforme de calcul quantique programmable et de haute précision ouvre une nouvelle porte pour explorer de nouveaux phénomènes à plusieurs corps et mettre en œuvre des algorithmes quantiques complexes », écrivent les chercheurs.

En plus de Zuchongzhi 2, ils ont également développé un ordinateur quantique photonique appelé Jiuzhang 2. Il s’agit d’une amélioration d’un appareil que nous avions également évoqué auparavant. Si Zuchongzhi manipule l'état des qubits à l'aide d'un champ électromagnétique pour fonctionner, Jiuzhang exploite les unités d'énergie de la lumière, les photons, à l'aide de miroirs, de séparateurs de faisceau et de déphaseurs, explique The Independent. Les possibilités de cette technique sont hallucinantes : Jiuzhang peut calculer en une seule milliseconde une tâche que l’ordinateur conventionnel le plus rapide du monde mettrait 30 trillions d'années à accomplir.

L'ordinateur quantique Sycamore de Google.

Ici, l'ordinateur quantique de Google, Sycamore, est maintenu dans un cryostat. Photographie : Rocco Ceselin / Google

Exploiter les propriétés des plus petites particules de l’univers

Pour l’heure toutefois, les deux ordinateurs quantiques ne peuvent effectuer que des tâches très spécifiques et ne fonctionnent que dans des environnements précis. Par exemple, les circuits de Zuchongzhi doivent être refroidis à des températures très basses. Ils commettent en outre des erreurs, ce que les chercheurs espèrent corriger dans les quatre ou cinq années à venir.

« Sur la base de la technologie de la correction quantique des erreurs, nous pourrons explorer l'utilisation de certains ordinateurs quantiques dédiés ou de simulateurs quantiques pour résoudre certaines des questions scientifiques les plus importantes ayant une valeur pratique », assure Pan Jianwei, chercheur principal de l’étude.

Si les ordinateurs quantiques sont aussi révolutionnaires, c’est parce que contrairement aux machines classiques, ils ne stockent pas les données dans des codes binaires comme les bits dont le système se base sur le 1 et le 0. Ainsi, l’informatique quantique exploite les propriétés des plus petites particules de l’univers capables d’exister dans différents états : 0 et 1 en même temps ou dans n'importe quelle position intermédiaire par exemple. De cette manière, les ordinateurs quantiques sont capables d’effectuer de très nombreux calculs en même temps.

Il faut savoir que cette technologie n’en est qu’à ses balbutiements et la commercialisation des premiers ordinateurs est encore lointaine. Lorsqu’elle sera plus développée, ses usages devraient permettre d’incroyables avancées dans tout un tas de domaines.

Une technologie clé pour l’avenir

L’informatique quantique est donc une technologie d’avenir dont l’enjeu est capital. D’ailleurs, le gouvernement américain augmente le budget alloué à son étude chaque année. En France, Emmanuel Macron a débloqué 1,8 milliard d’euros pour travailler sur son développement et faire du pays l’un des leaders du secteur aux côtés des États-Unis et de la Chine.

En Empire du Milieu, les chercheurs ayant conçu Zuchongzhi et Jiuzhang souhaitent désormais « commencer à réaliser une informatique quantique tolérante aux pannes » et développer « des applications à court terme telles que l'apprentissage automatique quantique et la chimie quantique ».