Google a annoncé une avancée majeure dans le domaine de l’informatique quantique avec le développement de sa nouvelle puce, nommée Willow. Ce dispositif représente non seulement un jalon dans la réduction des erreurs quantiques, mais il a aussi réussi à réaliser des calculs impossibles pour les superordinateurs les plus avancés d’aujourd’hui. Cette avancée place Google à l’avant-garde de la recherche pour des ordinateurs quantiques utiles à grande échelle, capables de transformer des domaines tels que la médecine, l’énergie et l’intelligence artificielle.

Un bond quantique vers le futur

Willow, fabriqué dans les installations spécialisées de Google à Santa Barbara, a établi une nouvelle norme dans la performance des puces quantiques. Avec 105 qubits, ce dispositif a démontré deux avancées clés :

1. Correction d’erreurs quantiques : Les qubits, les unités de base de l’ordinateur quantique, sont extrêmement sensibles à l’environnement, ce qui génère des erreurs dans les calculs. Willow a réussi à réduire ces erreurs de manière exponentielle en augmentant leur nombre, un défi qui a occupé les chercheurs depuis l’introduction de la correction d’erreurs quantiques en 1995. Selon les résultats publiés dans Nature, la puce dépasse pour la première fois le seuil critique, connu sous le nom de « below threshold », ce qui permet de réduire les erreurs à mesure que le nombre de qubits augmente.
2. Vitesse sans précédent : Willow a complété un calcul standard de prélèvement d’échantillons de circuits aléatoires (RCS, selon son acronyme en anglais) en moins de cinq minutes. Un calcul similaire aurait pris à un superordinateur conventionnel plus de 10 septillions d’années, un chiffre qui dépasse largement l’âge de l’univers. Ce résultat renforce la capacité de l’informatique quantique à aborder des problèmes qui sont hors de portée des machines traditionnelles.

Le défi de la correction d’erreurs quantiques

La correction d’erreurs est l’un des plus grands défis en informatique quantique. Les qubits ont tendance à perdre rapidement des informations à cause de leurs interactions avec l’environnement, ce qui entraîne des erreurs dans les calculs. Willow surmonte cet obstacle grâce à un système de correction d’erreurs en temps réel, réussissant à rendre les qubits organisés en réseaux de 3×3, 5×5 et 7×7 nettement plus stables que les qubits individuels.

Cette avancée marque également l’un des premiers exemples convaincants d’un système quantique dépassant sa version classique en termes de durabilité et de fiabilité, une démonstration cruciale pour la construction d’ordinateurs quantiques fonctionnels.

L’importance de l’échantillonnage de circuits aléatoires

L’échantillonnage de circuits aléatoires, utilisé comme référence par Google, est une métrique largement utilisée pour évaluer la performance des puces quantiques. Ce type de test, bien qu’il n’ait pas d’applications commerciales directes, est essentiel pour démontrer qu’un ordinateur quantique peut surpasser les classiques dans des tâches spécifiques.

Avec Willow, Google a élargi l’écart de performance entre les systèmes quantiques et classiques, indiquant que les processeurs quantiques progressent à un rythme exponentiel.

Impact potentiel sur la société

Les progrès réalisés avec Willow rapprochent la vision de Google de construire des ordinateurs quantiques utiles pour des applications réelles. Ces machines pourraient aborder des défis complexes, comme la création de médicaments personnalisés, la conception de batteries plus efficaces et le développement de nouveaux matériaux. En outre, leur intégration avec des technologies avancées comme l’intelligence artificielle pourrait accélérer significativement le progrès dans ces domaines.

L’équipe Google Quantum AI travaille également sur des algorithmes quantiques qui permettront de résoudre des problèmes concrets, une étape essentielle pour démontrer la valeur commerciale de cette technologie.

Le chemin vers l’informatique quantique commerciale

Le développement de Willow fait partie d’une feuille de route à long terme que Google a commencée il y a plus d’une décennie. Bien que de nombreux défis restent à surmonter, cette puce est un témoignage du potentiel de l’informatique quantique pour transformer des industries entières.

Au fur et à mesure que des algorithmes plus avancés seront développés et que les capacités des puces quantiques s’amélioreront, on s’attend à ce que ces machines jouent un rôle central dans la résolution de problèmes qui semblent actuellement insurmontables pour la technologie classique. Avec Willow, Google a franchi un pas crucial vers cet avenir.

via: Google