Un avancement inégalé dans la computation quantique : la Chine présente le processeur quantique Zuchongzhi-3
Des chercheurs de l’Université de Science et Technologie de Chine (USTC) ont dévoilé le processeur quantique superconductor Zuchongzhi-3, le plus avancé du pays à ce jour. Avec ses 105 qubits et 182 couplings, cette réalisation représente une avancée significative vers la suprématie quantique, repoussant les limites des superordinateurs classiques et établissant un nouveau standard dans le domaine de la computation quantique.
Une percée majeure dans la computation quantique
L’équipe de l’USTC, en association avec l’Académie Chinoise des Sciences, a franchi une étape essentielle dans la recherche sur les circuits quantiques aléatoires avec la présentation du Zuchongzhi-3. Ce processeur opère à une vitesse 10¹⁵ fois supérieure à celle du superordinateur le plus puissant au monde et un million de fois plus rapide que les derniers résultats de Google, renforçant la position de la Chine dans la course à la suprématie quantique.
Le développement du Zuchongzhi-3 fait suite à ses prédécesseurs, le Zuchongzhi-2 et le Jiuzhang-3, prouvant la capacité du pays à rivaliser avec des géants technologiques tels que Google, IBM et Microsoft. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Physical Review Letters, soulignant leur impact dans le domaine de la computation quantique.
La Chine remet en question la suprématie quantique de Google
Depuis que Google a réalisé en 2019 la première démonstration de suprématie quantique avec son processeur Sycamore de 53 qubits, le progrès dans la computation quantique a été fulgurant. À cette époque, l’équipe de Google a réussi à accomplir une tâche en 200 secondes, une opération qui aurait pris 10.000 ans sur un superordinateur classique.
Cependant, en 2023, les chercheurs de l’USTC ont contesté cette affirmation en développant des algorithmes classiques plus efficaces qui ont permis de terminer la même tâche en 14 secondes en utilisant plus de 1.400 GPU A100 de NVIDIA. Avec l’émergence de superordinateurs comme Frontier, ce délai a été réduit à 1,6 seconde, remettant en question le concept même de suprématie quantique.
Néanmoins, l’équipe chinoise avait déjà réussi une démonstration rigoureuse de suprématie quantique en 2020 avec son prototype Jiuzhang basé sur la photonique. En 2021, ils ont réitéré l’exploit avec le Zuchongzhi-2, et en 2023, le Jiuzhang-3, utilisant 255 photons, a surpassé les superordinateurs classiques de 10¹⁶ ordres de grandeur.
Zuchongzhi-3 : Un nouveau standard dans le traitement quantique
Le processeur Zuchongzhi-3 marque un tournant dans la computation quantique superconductor. Ses 105 qubits et 182 couplings lui confèrent une capacité unique pour réaliser des calculs quantiques à grande échelle. Parmi ses caractéristiques principales, on trouve :
- Temps de cohérence : 72 μs
- Fidélité des portes à un qubit : 99,90%
- Fidélité des portes à deux qubits : 99,62%
- Fidélité de lecture simultanée : 99,13%
La stabilité et la fidélité accrues des qubits permettent au Zuchongzhi-3 de réaliser des calculs complexes avec une précision sans précédent. Pour évaluer sa performance, les chercheurs ont exécuté une tâche de sampling de circuit aléatoire à 83 qubits et 32 couches, atteignant une vitesse de calcul 10¹⁵ fois supérieure à celle du superordinateur le plus puissant au monde et six ordres de grandeur au-dessus des résultats les plus récents de Google.
Vers une computation quantique à grande échelle
L’équipe de l’USTC ne se contente pas d’avoir atteint la suprématie quantique avec le Zuchongzhi-3, mais elle travaille également sur des domaines clés pour l’avenir de la computation quantique, y compris :
- Correction d’erreurs quantiques
- Intrication quantique
- Simulation quantique
- Applications en chimie quantique
De plus, les chercheurs ont intégré un code de surface de distance-7, avec des projets d’extension à des distances de 9 et 11, permettant une meilleure correction d’erreurs et une manipulation plus précise des qubits.
La communauté scientifique a salué ces avancées, décrivant le Zuchongzhi-3 comme « une nouvelle référence en computation quantique superconductor ». Le prestigieux magazine Physics Magazine a mis en avant cet exploit dans un article spécial, soulignant son impact sur l’évolution de la computation quantique.
L’avenir de la computation quantique en Chine
La Chine continue de s’affirmer comme un leader dans la recherche quantique, défiant la domination des États-Unis dans ce domaine. L’investissement dans la computation quantique a été une priorité stratégique pour le gouvernement chinois, visant à réaliser des avancées disruptives en intelligence artificielle, cryptographie et simulations de matériaux.
Avec le lancement du Zuchongzhi-3, la Chine ne fait pas seulement valoir son leadership en computation quantique, mais pave également la voie vers la prochaine génération de processeurs quantiques superconducteurs. Dans les années à venir, la compétition entre la Chine et les États-Unis dans ce domaine devrait s’intensifier, ayant des implications significatives pour le futur de la technologie quantique et son impact sur de multiples industries.
