dimanche 4 septembre 2016

Google pourrait construire un véritable ordinateur quantique dès 2017 Capable de surpasser n'importe quel supercalculateur classique

Google passe à la vitesse supérieure pour la mise au point d’un ordinateur quantique capable de surpasser les performances de n’importe quel supercalculateur classique. La firme de Mountain View ne cache pas ses ambitions, elle avait déjà investi massivement dans plusieurs projets destinés à lui conférer la suprématie dans le domaine du calcul quantique.

Un ordinateur quantique utilise les propriétés quantiques de la matière, telles que la superposition et l'intrication afin d'effectuer des opérations sur des données. À la différence d'un ordinateur classique basé sur des transistors qui travaille sur des données binaires (codées sur des bits, valant 0 ou 1), le calculateur quantique travaille sur des qubits dont l'état quantique peut posséder plusieurs valeurs, ce qui lui confère des capacités de calcul énormes, comparé aux machines classiques. Jusqu'en 2008, la difficulté majeure concerne la réalisation physique de l'élément de base : le qubit. Le phénomène de décohérence (perte des effets quantiques en passant à l'échelle macroscopique) freine le développement des calculateurs quantiques. Des solutions très limitées ont été développées par D-Wave et IBM, mais jusque-là, tout ce qu’elles peuvent réaliser est à la portée des calculateurs classiques.

Google est en train de construire un véritable ordinateur quantique, une étape qui indique que le géant californien a fait des avancées considérables dans le domaine. Après avoir mis en test les machines de la startup D-Wave (non sans controverse), la firme a embauché le physicien John Martinis en 2014 pour mettre au point ses puces quantiques. Ce chercheur de l’Université de Santa Barbara, en Californie, a réalisé plusieurs travaux sur la fiabilité des qubits. Google lui a confié la mission de mettre au point les qubits supraconducteurs qui feront tourner les premiers calculateurs quantiques de la firme. L’équipe de Martinis doit surmonter la principale difficulté qui est de faire interagir les qubits dans un calculateur, puisqu’ils perdent leurs capacités quantiques dès qu’ils entrent en contact avec la matière ordinaire (par décohérence). Ce problème s’empire avec l’augmentation du nombre de qubits présents dans la machine. Google n’a pas officiellement dévoilé ses projets concernant la construction d’une machine de 50 qubits, mais l’état d’avancement des recherches est assez avancé, les chercheurs les plus optimistes s’attendent à ce que les premières machines quantiques dépassent les résultats des supercalculateurs classiques dès la fin de cette année.

Google a choisi le supercalculateur Edison du centre national américain de l’énergie, l’un des supercalculateurs les plus avancés du monde, comme la principale cible à affronter. La firme a simulé le comportement des circuits quantiques sur des grilles de qbits larges et elle a pu réaliser que la capacité de calcul d’Edison est une grille de 6 x 7 qubits, pour laquelle 70 To de mémoire a été nécessaire. Le prochain système de Google devra donc montrer qu’il est capable de surpasser ce résultat et aller au-delà (avec 6 x 8 qubits ou plus). Si un ordinateur quantique de 50 qbits arrive à résoudre ce problème, il sera le premier ordinateur bâti jusque-là à arriver à le faire.

La machine quantique de Google pourrait être fin prête dans deux ou trois années ; les scientifiques s’attendent à ce qu’une percée va être réalisée dans le domaine du calcul quantique très prochainement et que la suprématie quantique sur les ordinateurs classiques va enfin être concrétisée, « la suprématie quantique peut être atteinte à court terme avec environ 50 qubits supraconducteurs », explique une équipe de chercheurs de Google.

Google n’est pas le seul à s’intéresser aux calculateurs quantiques, ce domaine est soutenu financièrement par plusieurs autres organisations, entreprises et gouvernements en raison de son importance. Ces machines devraient être capables de réaliser des calculs hors de portée d’un ordinateur classique en l’état actuel des connaissances. La possibilité de casser les méthodes cryptographiques classiques est souvent mise en avant.

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