Google a revendiqué une percée dans la correction des erreurs inhérentes aux ordinateurs quantiques d’aujourd’hui, marquant une étape précoce mais potentiellement significative pour surmonter le plus grand obstacle technique à une nouvelle forme révolutionnaire d’informatique.
Les découvertes de la société Internet, qui ont été publiées dans la revue Nature, marquent une « étape importante dans notre voyage pour construire un ordinateur quantique utile », a déclaré Hartmut Neven, responsable des efforts quantiques de Google. Il a qualifié la correction d’erreurs de « rite de passage nécessaire que toute technologie informatique quantique doit suivre ».
Les ordinateurs quantiques ont du mal à produire des résultats utiles car les bits quantiques, ou qubits, sur lesquels ils sont basés ne conservent leurs états quantiques que pendant une infime fraction de seconde. Cela signifie que les informations codées dans un système quantique sont perdues avant que la machine ne puisse terminer ses calculs. Trouver un moyen de corriger les erreurs que cela provoque est le défi technique le plus difficile auquel l’industrie est confrontée.
Certaines start-up quantiques ont placé leurs espoirs à court terme dans la recherche de moyens de programmer les machines actuelles sujettes aux erreurs ou « bruyantes », même si cela n’apporte qu’une petite amélioration par rapport aux ordinateurs traditionnels. Cependant, ces efforts n’ont pas encore donné de résultats pratiques, ce qui conduit à une opinion croissante selon laquelle l’informatique quantique ne sera pas utile tant que le problème bien plus important de la correction des erreurs n’aura pas été résolu.
Les chercheurs de Google ont déclaré qu’ils avaient trouvé un moyen de répartir les informations traitées dans un ordinateur quantique sur un certain nombre de qubits de manière à ce que le système dans son ensemble puisse en conserver suffisamment pour effectuer un calcul, même si des qubits individuels tombaient hors de leur quantum États.
La recherche publiée dans Nature a indiqué une réduction de seulement 4% du taux d’erreur alors que Google a intensifié sa technique pour fonctionner sur un système quantique plus grand. Cependant, les chercheurs ont déclaré que c’était la première fois que l’augmentation de la taille de l’ordinateur n’entraînait pas également une augmentation du taux d’erreur. Neven a déclaré que cela montrait que Google avait dépassé un « seuil de rentabilité » après quoi de nouvelles avancées apporteraient des gains constants de performances, plaçant l’entreprise sur la voie d’avoir son premier ordinateur quantique pratique.
La percée dans la correction d’erreurs était le résultat des améliorations que Google avait apportées à tous les composants de son ordinateur quantique, de la qualité de ses qubits à son logiciel de contrôle et à l’équipement cryogénique utilisé pour refroidir l’ordinateur à un zéro quasi absolu, selon Julian Kelly. , un chercheur de Google. Cela a réduit le nombre d’erreurs à un point suffisamment bas pour que la taille du système puisse être augmentée sans entraîner une augmentation exponentielle du taux d’erreur, a-t-il ajouté.
Google a décrit cette percée comme la deuxième des six étapes nécessaires pour construire un ordinateur quantique pratique. L’étape suivante consistait à perfectionner son ingénierie afin qu’il n’ait besoin que de 1 000 qubits pour créer un qubit dit logique – une abstraction, construite au-dessus des qubits physiques imparfaits, qui peut fonctionner sans erreur. Neven a déclaré que Google pensait qu’il aurait une machine utile une fois qu’il aurait trouvé comment construire et relier 1 000 qubits logiques en un seul système.
Les recherches de Google sur l’informatique quantique se sont révélées controversées dans le passé. En 2019, il a affirmé dans un article de Nature qu’il avait atteint la soi-disant suprématie quantique – le point auquel un ordinateur quantique peut effectuer un calcul qui est à toutes fins utiles impossible pour une machine traditionnelle.
Cependant, cette affirmation a été contestée par IBM et d’autres, et de nouvelles techniques de programmation ont été développées pour augmenter les performances des ordinateurs traditionnels, repoussant le moment où les fabricants de machines quantiques pouvaient prétendre avoir atteint la « suprématie ».
Dans l’article Nature de cette semaine, les chercheurs de Google ont déclaré qu’ils adoptaient une position « prudente » sur leur dernière percée revendiquée. Ils ont averti qu’il y avait encore une petite chance que leur technique de correction d’erreur ne fonctionne pas lorsqu’elle serait appliquée à des systèmes quantiques beaucoup plus grands à l’avenir.