Les chercheurs de Google Quantum AI rapportent que leur processeur quantique, Willow, a exécuté un algorithme pour un ordinateur quantique qui a résolu un problème de physique complexe des milliers de fois plus rapidement que les supercalculateurs classiques les plus puissants du monde. Si cela était vérifié, ce serait l’une des premières démonstrations d’un avantage quantique pratique, dans lequel un ordinateur quantique résoudrait un problème du monde réel plus rapidement et avec plus de précision qu’un ordinateur classique.
Dans un nouvel article publié dans la revue Natureles chercheurs ont fourni des détails sur la façon dont leur algorithme, appelé Quantum Echoes, mesurait le comportement complexe des particules dans des systèmes quantiques hautement intriqués. Il s’agit de systèmes dans lesquels plusieurs particules sont liées de sorte qu’elles partagent le même sort même lorsqu’elles sont physiquement séparées. Si vous mesurez la propriété d’une particule, vous savez instantanément quelque chose sur les autres. Cette liaison rend le système global si complexe qu’il est difficile à modéliser sur des ordinateurs ordinaires.
L'algorithme Quantum Echoes utilise un concept appelé OTOC (Out-of-Time-Order Correlator), qui mesure la rapidité avec laquelle les informations se propagent et se brouillent dans un système quantique. Les chercheurs ont choisi cette mesure spécifique car, comme ils l'expliquent dans l'article, « les OTOC ont des effets d'interférence quantique qui leur confèrent une grande sensibilité aux détails de la dynamique quantique et, pour les OTOC(2)également des niveaux élevés de complexité de simulation classique. En tant que tels, les OTOC sont des candidats viables pour réaliser un avantage quantique pratique. »
L'algorithme s'appuie sur une astucieuse « astuce d'inversion du temps ». L’ordinateur quantique fait avancer le système, lui donne un petit coup de pouce, puis inverse précisément le processus. Dans cette expérience, ils ont utilisé l'OTOC de second ordre – OTOC(2)une forme plus complexe d'OTOC. Cela crée un puissant « écho quantique » qui extrait des informations utiles du chaos du système. Pour cette tâche, qui consistait à étudier la vitesse de propagation des informations dans un état quantique complexe, la puce quantique a effectué le calcul 13 000 fois plus vite que le supercalculateur le plus rapide du monde.
Ce n’est pas la première fois que l’équipe de Google démontre une prouesse quantique majeure. En 2019, ils ont revendiqué la « suprématie quantique » après que leur puce Sycamore ait résolu un problème hautement technique beaucoup plus rapidement qu'un supercalculateur. Cependant, ce qui différencie les choses, c'est que, alors que l'expérience précédente se concentrait sur la résolution d'un problème obscur (qui a finalement été résolu par des algorithmes classiques exécutés sur des superordinateurs), ce nouveau résultat résout un problème de physique réel.
En fin de compte, cette recherche signifie que nous pourrions nous rapprocher du jour où les ordinateurs quantiques seront régulièrement utilisés pour résoudre des problèmes complexes qui sont actuellement hors de portée des superordinateurs. Cela pourrait inclure la découverte de nouveaux matériaux, la conception de meilleurs médicaments et la création de modèles climatiques plus précis.
Écrit pour vous par notre auteur Paul Arnold, édité par Gaby Clark, et vérifié et révisé par Robert Egan, cet article est le résultat d'un travail humain minutieux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie le journalisme scientifique indépendant. Si ce reporting vous intéresse, pensez à faire un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte en guise de remerciement.
