Un ordinateur quantique a démontré qu'il peut résoudre un problème plus efficacement qu'un ordinateur conventionnel. Cette réalisation vient de la possibilité de déverrouiller une vaste ressource de mémoire que l'informatique classique ne peut pas correspondre.
Au lieu d'utiliser des bits classiques qui ne peuvent être que 0 ou 1, les machines quantiques utilisent des qubits, qui peuvent exister dans plusieurs états et stocker de façon exponentielle plus d'informations que leurs homologues traditionnels. Cependant, prouver qu'un ordinateur quantique peut accéder à cet avantage de mémoire dans le monde réel a été un défi pour deux raisons principales.
Premièrement, toute démonstration réussie doit être possible sur le matériel quantique réaliste, et deuxièmement, il doit y avoir une preuve mathématique inconditionnelle qu'aucun algorithme classique futur ne pourrait atteindre les mêmes performances.
Dans une étude publiée sur le arxiv Preprint Server, une équipe de recherche basée aux États-Unis dirigée par des scientifiques de l'UT Austin, rapporte comment ils ont réalisé cet exploit de suprématie quantique.
Ils ont construit une tâche mathématique compliquée conçue pour tester cet avantage de mémoire. Leur expérience était comme un jeu entre deux parties du système quantique appelé Alice et Bob. La tâche d'Alice était de créer un état quantique et de l'envoyer dans un message à Bob, qui a dû le mesurer pour comprendre ce que c'était. L'objectif était de construire un processus si précis que Bob pouvait prédire l'État avant que Alice ne finisse de préparer le message.
Les chercheurs ont optimisé ce processus sur 10 000 essais indépendants, et leur analyse a révélé qu'un ordinateur classique aurait besoin d'au moins 62 bits de mémoire pour terminer la tâche avec le même taux de réussite. Le périphérique quantique l'a effectué en utilisant seulement 12 qubits.
« Notre résultat fournit les preuves les plus directes que les processeurs quantiques actuellement existants peuvent générer et manipuler des états enchevêts d'une complexité suffisante pour accéder à l'exponentialité de l'espace Hilbert (la vaste ressource mémoire d'un ordinateur quantique) », a écrit les chercheurs dans leur article.
« Cette forme d'avantage quantique – que nous appelons la suprématie des informations quantiques – représente une nouvelle référence en informatique quantique, qui ne s'appuie pas sur des conjectures non prouvées. »
La promesse de l'informatique quantique a toujours été basée sur le déverrouillage de sa vaste mémoire exponentielle et de la puissance de calcul résultante. Cette première preuve de Quantum Advantage nous rapproche de la possibilité de l'appuyer sur cela pour des applications réelles. Il s'agit notamment de la cryptographie, où elle pourrait permettre une messagerie plus sûre et modéliser des systèmes complexes à vitesse, accélérant tout, de la découverte de médicaments au développement de nouveaux matériaux.
Écrit pour vous par notre auteur Paul Arnold, édité par Lisa Lock, 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 garder le journalisme scientifique indépendant en vie. Si ce rapport vous importe, veuillez considérer un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte comme un remerciement.
