La famille des ordinateurs quantiques de la Chine accueille deux nouveau-nés. Les scientifiques chinois affirment avoir construit deux nouveaux ordinateurs quantiques dont les performances dépassent de loin celles de leurs concurrents américains. Parmi eux, figure le Jiuzhang 2, un superordinateur qui, selon les chercheurs chinois, peut calculer en une "seule" milliseconde une tâche que l'ordinateur conventionnel le plus rapide du monde mettrait 30 000 milliards d'années à accomplir.Selon une étude récente publiée dans les revues à comité de lecture "Physical Review Letters" et dans le Chinese Science Bulletin, les équipes de recherche chinoises auraient réalisé des progrès notables dans le domaine de l'informatique quantique supraconductrice et de l'informatique quantique photonique, faisant de la Chine le seul pays ayant obtenu un avantage en matière de calcul quantique dans deux voies techniques courantes, alors que les États-Unis n'ont obtenu un "avantage quantique" que dans l'informatique quantique supraconductrice. Ces progrès auraient permis à la Chine de réduire l'écart technologique vis-à-vis des États-Unis.
« L'avantage quantique est un concept scientifique selon lequel un ordinateur quantique peut faire des choses dans certains domaines qui dépassent les capacités des ordinateurs classiques ou non quantiques, mais il ne remplacera jamais les ordinateurs classiques », a déclaré mardi au Global Times Yuan Lanfeng, chercheur au USTC (Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale of the University of Science and Technology of China). L'équipe de recherche, dirigée par le physicien quantique chinois Pan Jianwei, a annoncé avoir construit deux ordinateurs quantiques très évolués.
En premier lieu, elle a présenté le supercalculateur Jiuzhang 2 qui, selon elle, peut calculer en une milliseconde une tâche qui prendrait normalement 30 000 milliards d'années à l'ordinateur conventionnel le plus rapide du monde. Vient ensuite Zuchongzhi 2 (du nom du célèbre mathématicien et astronome chinois du cinquième siècle), un ordinateur quantique supraconducteur programmable de 66 qubits. Jianwei a déclaré que ce dernier est 10 millions de fois plus rapide que le Sycamore de Google de 55 qubits, faisant de la nouvelle machine chinoise la plus rapide du monde, et la première à battre celle de Google en deux ans.
Selon les experts, c'est la première fois que la Chine atteint l'avantage quantique dans un système de calcul quantique supraconducteur. L'équipe a déclaré que le Zuchongzhi 2 est une version améliorée d'une machine précédente, achevée il y a trois mois. « Zuchongzhi 2 a atteint pour la première fois un avantage quantique par rapport à un processeur antérieur nommé "Zu Chongzhi", un prototype quantique supraconducteur programmable de 62 qubits conçu par une équipe de recherche chinoise de l'USTC en mai », a déclaré mardi au Global Times Lu Chaoyang, professeur de l'USTC à Hefei, capitale de la province d'Anhui (Chine orientale).
Le Jiuzhang 2, un ordinateur quantique différent qui fonctionne grâce à la lumière, a moins d'applications, mais selon l'équipe, il peut fonctionner à des vitesses aveuglantes de 100 sextillions de fois plus rapides que les plus grands ordinateurs conventionnels actuels. Au cas où cela vous aurait échappé, un sextillion est l'entier naturel qui vaut 1036. Mais si les caractéristiques de ces nouvelles machines laissent présager une révolution informatique, elles ne seront pas commercialisées de sitôt. En l'état actuel des choses, les deux machines ne peuvent fonctionner que dans des environnements fragiles, et uniquement pour des tâches hyper spécifiques.
Et même avec un soin particulier, elles font encore beaucoup d'erreurs. « Dans la prochaine étape, nous espérons parvenir à la correction quantique des erreurs après quatre à cinq ans de travail acharné », a déclaré le professeur Pan. En outre, l'on estime que les ordinateurs quantiques chinois pourraient alimenter les progrès de la prochaine génération. « Sur la base de la technologie de la correction quantique des erreurs, nous pouvons explorer l'utilisation de certains ordinateurs quantiques dédiés ou de simulateurs quantiques pour résoudre certaines des questions scientifiques les plus importantes ayant une valeur pratique », a ajouté Pan.
Les circuits de la machine Zuchongzhi doivent être maintenus à une température extrêmement basse pour qu'elle puisse effectuer une tâche complexe appelée marche aléatoire, qui est un modèle basé sur les mouvements des pièces sur un échiquier. Les applications comprennent le calcul des mutations génétiques, la prévision des cours de la bourse, les flux d'air dans les vols hypersoniques et la formation de nouveaux matériaux. Le modèle suppose que le mouvement d'une pièce d'échecs peut être complètement aléatoire, sans aucune association avec les mouvements précédents.
Dans les ordinateurs classiques, le processus est difficile à simuler, car il nécessite une quantité énorme de calculs basés sur des algorithmes complexes, mais il devient facile avec l'aide de la physique quantique. La machine Zuchongzhi 2 peut en théorie calculer les marches aléatoires sur 66 échiquiers simultanément - une mission impossible pour tout ordinateur aujourd'hui. Le Jiuzhang 2 est une mise à niveau d'une machine construite par l'équipe de Pan l'année dernière, qui utilise des photons, chacun d'eux portant un qubit - l'unité de base de l'information quantique.
« Nous avons augmenté le nombre de photons de 76 à 113, la nouvelle machine est des milliards de milliards de fois plus rapide que les superordinateurs », a déclaré Chaoyang. Selon lui, la machine Jiuzhang peut effectuer une tâche connue sous le nom d'échantillonnage de bosons qui simule le comportement des particules de lumière lorsqu'elles traversent un labyrinthe de cristaux et de miroirs. Il était initialement proposé comme un jeu physique sans but, mais certaines études récentes suggèrent que l'échantillonnage de bosons pourrait avoir quelques applications en cryptographie.
Un ordinateur classique basé sur la lumière n'est pas programmable, mais l'équipe indique que Jiuzhang 2 a une conception plus souple qui lui permet d'effectuer plus d'une tâche de calcul. « Ces deux ordinateurs quantiques expérimentaux s'attaquent aux problèmes les plus complexes à ce jour », a déclaré Barry Sanders, professeur à l'Institute for Quantum Science and Technology de l'université de Calgary au Canada. Sanders a déclaré que leurs performances suggéraient "la fin du débat sur la question de savoir si la "primauté" quantique - le point auquel un ordinateur quantique surpasse le meilleur ordinateur classique possible - peut être atteinte".
Compte tenu de la pertinence croissante de ces processus à mesure que la quatrième révolution industrielle s'accélère, il n'est pas exagéré de dire que les ordinateurs quantiques joueront un rôle central dans les fonctions sociétales clés, de la recherche en matière de défense aux avancées scientifiques en passant par la prochaine génération d'économie. Par ailleurs, la percée a été révélée lors d'une interview de l'équipe de recherche, diffusée mardi sur la chaîne publique chinoise CCTV. Selon les analystes, cela pourrait rendre la nouvelle suspecte. La Chine aurait déjà exagéré les capacités de sa technologie par le passé.
Toutefois, ce genre d'exagération est généralement associé aux technologies de défense, ce qui signifie que cette nouvelle prouesse pourrait être réelle. En sus, des sources indiquent que la Chine, qui a lancé le premier satellite quantique au monde en 2016 et le plus grand réseau de communication quantique terrestre en 2019, aurait un ou deux pas de retard sur l'Occident en matière de technologie informatique quantique.
Un récent ajustement de la stratégie gouvernementale aurait permis d'accroître les investissements dans le secteur informatique et, le mois dernier, les travaux ont commencé sur le premier parc industriel du pays consacré à la technologie de l'informatique quantique, à Hefei. Selon des informations accessibles au public, l'armée chinoise utilise la technologie quantique pour des lignes de communication ultra-sécurisées, des radars capables de détecter des avions furtifs et des dispositifs de navigation pour les sous-marins nucléaires.
Mais son application dans les secteurs civils reste limitée. Certains critiques ont déclaré qu'il faudrait des années, voire des décennies, avant que les ordinateurs ou les communications quantiques ne génèrent des bénéfices.
Source : Rapport de l'étude
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), Sycamore de Google de 55 qubits était déjà très limité en stabilité et dans le type de calculs réalisables.
