Google a dévoilé une nouvelle puce qui, selon elle, prend cinq minutes pour résoudre un problème qui prendrait actuellement aux superordinateurs les plus rapides du monde un septillion – soit 10 000 000 000 000 000 000 000 000 d’années – à résoudre.
Cette puce est le dernier développement dans un domaine connu sous le nom d’informatique quantique, qui tente d’utiliser les principes de la physique des particules pour créer un nouveau type d’ordinateur incroyablement puissant.
Google affirme que sa nouvelle puce quantique, baptisée « Willow », intègre des « avancées » clés et « ouvre la voie à un ordinateur quantique utile et à grande échelle ».
Cependant, les experts affirment que Willow est, pour l’instant, un appareil largement expérimental, ce qui signifie qu’un ordinateur quantique suffisamment puissant pour résoudre un large éventail de problèmes du monde réel est encore loin – et nécessite des milliards de dollars.
Le dilemme quantique
Les ordinateurs quantiques fonctionnent d’une manière fondamentalement différente de l’ordinateur de votre téléphone ou de votre ordinateur portable.
Ils exploitent la mécanique quantique – le comportement étrange de particules ultra-minuscules – pour résoudre des problèmes bien plus rapidement que les ordinateurs traditionnels.
On espère que les ordinateurs quantiques pourront un jour utiliser cette capacité pour accélérer considérablement des processus complexes, comme la création de nouveaux médicaments.
Certains craignent également qu’il puisse être utilisé à des fins malveillantes, par exemple pour briser certains types de cryptage utilisés pour protéger les données sensibles.
En février, Apple a annoncé que le cryptage qui protège les conversations iMessage allait être rendu « à l’épreuve des attaques quantiques » pour empêcher qu’elles ne soient lues par de puissants futurs ordinateurs quantiques.
Hartmut Neven dirige le laboratoire d’IA quantique de Google qui a créé Willow et se décrit comme le « principal optimiste » du projet.
Il a déclaré que Willow serait utilisé dans certaines applications pratiques – mais a refusé, pour l’instant, de fournir plus de détails.
Mais une puce capable de réaliser des applications commerciales n’apparaîtra pas avant la fin de la décennie, a-t-il déclaré.
Dans un premier temps, ces applications seraient la simulation de systèmes où les effets quantiques sont importants
« Par exemple, cela est pertinent lorsqu’il s’agit de la conception de réacteurs de fusion nucléaire pour comprendre le fonctionnement des médicaments et le développement pharmaceutique, cela serait pertinent pour développer de meilleures batteries de voiture et une autre longue liste de tâches de ce type ».
Les entreprises du monde entier se lancent dans une course pour créer une nouvelle génération d’ordinateurs révolutionnaires.
Pommes et oranges
Hartmut Neven précise que les performances de Willow signifiaient qu’il s’agissait du « meilleur processeur quantique construit à ce jour ».
Mais le professeur Alan Woodward, expert en informatique à l’Université de Surrey, affirme que les ordinateurs quantiques seront plus performants dans un certain nombre de tâches que les ordinateurs « classiques » actuels, mais ils ne les remplaceront pas.
Il met en garde contre le fait de surestimer l’importance de la réussite de Willow lors d’un seul test.
« Il faut faire attention à ne pas comparer des pommes et des oranges », a-t-il déclaré.
Google avait choisi d’utiliser comme référence de performance un problème « taillé sur mesure pour un ordinateur quantique » et qui ne démontrait pas « une accélération universelle par rapport aux ordinateurs classiques ».
Néanmoins, il a déclaré que Willow représentait un progrès significatif, en particulier dans ce qu’on appelle la correction des erreurs.
En termes très simples, plus un ordinateur quantique est utile, plus il possède de qubits.
Cependant, le problème majeur de cette technologie est qu’elle est sujette aux erreurs, une tendance qui s’est accentuée au fur et à mesure que la puce possédait de qubits.
Mais les chercheurs de Google affirment avoir inversé le phénomène et avoir réussi à concevoir et programmer la nouvelle puce de manière à ce que le taux d’erreur diminue sur l’ensemble du système à mesure que le nombre de qubits augmente.
Il s’agit d’une « avancée » majeure qui a permis de relever un défi clé que le domaine poursuivait « depuis près de 30 ans », estime Hartmut Neven.
Il assure que c’était comparable à « si vous aviez un avion avec un seul moteur, cela fonctionnerait, mais deux moteurs sont plus sûrs, quatre moteurs sont encore plus sûrs ».
Les erreurs constituent un obstacle majeur à la création d’ordinateurs quantiques plus puissants et le développement a été « encourageant pour tous ceux qui s’efforcent de construire un ordinateur quantique pratique », a déclaré le professeur Woodward.
Mais Google lui-même note que pour développer des ordinateurs quantiques utiles en pratique, le taux d’erreur devra encore être bien inférieur à celui affiché par Willow.
Le personnel de Google travaille sur le cryostat qui contient la puce et la maintient très froide
Willow a été fabriqué dans la nouvelle usine de fabrication spécialement conçue par Google en Californie.
Les pays du monde entier investissent dans l’informatique quantique.
Le Royaume-Uni a récemment lancé le Centre national de calcul quantique (NQCC).
Son réalisateur, Michael Cuthbert, a déclaré qu’il se méfiait du langage qui alimentait le « cycle de battage médiatique » et pensait que Willow était davantage « une étape importante qu’une percée ».
Il s’agissait néanmoins « clairement d’un travail très impressionnant ».
À terme, les ordinateurs quantiques pourraient aider à toute une série de tâches, notamment « les problèmes logistiques tels que la distribution du fret dans les avions ou l’acheminement des signaux de télécommunications ou de l’énergie stockée dans le réseau national », a-t-il déclaré.
Il y avait déjà 50 entreprises quantiques au Royaume-Uni, attirant 800 millions de livres sterling de financement et employant 1 300 personnes.
Vendredi, des chercheurs de l’Université d’Oxford et de l’Université d’Osaka au Japon ont publié un article mettant en évidence le très faible taux d’erreur dans un qubit à ions piégés.
Leur approche est différente pour créer un ordinateur quantique capable de fonctionner à température ambiante, alors que la puce de Google doit être stockée à des températures ultra basses pour être efficace.
