Des chercheurs affirment qu’un appareil quantique effectue un calcul sur 9 000 ans en quelques microsecondes

  • FrançaisFrançais



  • Des chercheurs au Canada ont mené une expérience d’informatique quantique qui, selon eux, effectue un calcul en une fraction de seconde seulement, ce qui prendrait 9 000 ans à un ordinateur conventionnel.

    Jonathan Lavoie, physicien expérimental à la société d’informatique quantique Xanadu, et ses collègues ont rapporté les résultats d’un appareil conçu pour échantillonner une distribution de probabilité inconnue de la lumière traversant un réseau de fibres optiques.

    Les ordinateurs quantiques à part entière sont encore une perspective lointaine, mais [Lavoie and colleagues] nous ont fait faire un pas de plus vers la réalisation de tels appareils

    Connu sous le nom d’échantillonnage de boson gaussien, une tâche peut être calculée par des ordinateurs conventionnels, jusqu’à certains paramètres, tandis que des estimations réalistes peuvent être produites pour des temps de calcul au-delà de ces limites.

    Publiés dans Nature cette semaine, les travaux ont donné aux auteurs la confiance nécessaire pour prédire que leur appareil, qu’ils ont baptisé Borealis, avait atteint un “avantage quantique” par rapport à l’informatique conventionnelle.

    “En moyenne, il faudrait plus de 9 000 ans aux meilleurs algorithmes et superordinateurs disponibles pour produire, en utilisant des méthodes exactes, un seul échantillon de la distribution programmée, alors que Borealis ne nécessite que 36 microsecondes”, indique le journal.

    Le résultat a également montré un avantage de plus de 50 millions de fois celui rapporté par les machines photoniques précédentes, ont-ils déclaré.

    Les chercheurs ont mis en œuvre des transformations sur un train de lumière comprimée ou des impulsions lumineuses qui présentent une incertitude quantique. Ils ont également utilisé une séquence de trois séparateurs de faisceau variables (VBS) et des boucles de fibre stabilisées en phase qui agissent comme une mémoire tampon efficace pour la lumière, ce qui a permis au système d’être réglé ou “programmé” et de stocker des informations.

    Nature a déclaré que l’expérience était importante car les processeurs photoniques programmables étaient plus proches de la forme qu’un dispositif commercial quantique pourrait prendre que d’autres expériences précédentes d’informatique quantique de preuve de principe.

    La suprématie quantique ou l’avantage quantique est l’idée qu’un ordinateur quantique, qui traite les informations sous forme de bits quantiques (qubits), peut résoudre des problèmes que les ordinateurs conventionnels ne peuvent pas résoudre en un temps raisonnable.

    En décembre 2019, Google revendiquait la suprématie quantique. L’entreprise avait configuré un ordinateur quantique pour produire des résultats qui prendraient environ 10 000 ans aux ordinateurs conventionnels pour se répliquer – un événement historique.

    Mais cette affirmation a été vivement contestée par IBM, qui a également un intérêt dans la course à l’informatique quantique.

    Selon un article d’accompagnement de Daniel Jost Brod, professeur adjoint à l’Institut de physique de l’Université fédérale Fluminense de Rio de Janeiro, les expériences canadiennes rapprochent les chercheurs de l’avantage quantique pour un ensemble restreint d’algorithmes et constituent un pas en avant important – bien que quantique les ordinateurs sont encore bien en deçà de l’utilité des ordinateurs numériques conventionnels à usage général.

    Un train d'impulsions périodiques d'états compressés monomodes provenant d'un OPO pulsé entre dans une séquence de trois interféromètres à boucle programmables dynamiquement.  Chaque boucle contient un VBS, comprenant un déphaseur programmable et une ligne à retard à fibre optique.  A la sortie de l'interféromètre, l'état gaussien est envoyé à un arbre de commutation binaire 1 à 16 (démultiplexage), qui démultiplexe partiellement la sortie avant lecture par les PNR.  La séquence détectée résultante de 216 nombres de photons, en approximativement 36 μs, comprend un échantillon.

    Un train d’impulsions périodiques d’états compressés monomodes provenant d’un OPO pulsé entre dans une séquence de trois interféromètres à boucle programmables dynamiquement. image :Lavoie et al

    “Les ordinateurs quantiques à part entière sont encore une perspective lointaine, mais [Lavoie and colleagues] nous ont fait faire un pas de plus vers la réalisation de tels dispositifs », a-t-il déclaré.

    Cependant, Jost Brod a souligné que l’avantage quantique est en quelque sorte une cible mouvante, car les ordinateurs conventionnels exécutent des algorithmes de plus en plus sophistiqués qui peuvent falsifier les résultats quantiques.

    “L’avantage quantique n’est pas un seuil bien défini, basé sur un seul facteur de mérite. Et au fur et à mesure que les expériences se développeront, les techniques pour les simuler le seront également – nous pouvons nous attendre à ce que des dispositifs quantiques et des algorithmes classiques record prennent dans un proche avenir se défient mutuellement pour la première place », a-t-il déclaré. ®

    L'équipe de Comparaland

    L'équipe rédactionnnelle du site

    Pour contacter personnellement le taulier :

    Laisser un commentaire

    Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.