Les ordinateurs quantiques rudimentaires d’aujourd’hui sont-ils déjà sur le point d’accomplir des exploits significatifs hors de portée des ordinateurs traditionnels ? Ou leurs capacités ont-elles été exagérées, alors que les utilisations pratiques de la technologie reculent dans le futur ?
Ces questions ont été mises en relief ces derniers jours par une affirmation d’un groupe de chercheurs chinois selon lesquels ils auraient trouvé un moyen de briser le cryptage RSA qui sous-tend une grande partie des communications en ligne d’aujourd’hui.
La probabilité que les ordinateurs quantiques soient capables de casser le cryptage en ligne était largement considérée comme un danger qui pourrait se présenter une décennie ou plus dans le futur. Mais les 24 chercheurs, issus d’un certain nombre des meilleures universités chinoises et de laboratoires soutenus par le gouvernement, ont déclaré que leurs recherches ont montré qu’il pourrait être possible d’utiliser la technologie quantique déjà disponible.
Les bits quantiques, ou qubits, utilisés dans les machines d’aujourd’hui sont très instables et ne conservent leurs états quantiques que pendant des périodes extrêmement courtes, créant du « bruit ». En conséquence, « les erreurs s’accumulent dans l’ordinateur et après environ 100 opérations, il y a tellement d’erreurs que le calcul échoue », a déclaré Steve Brierley, PDG de la société de logiciels quantiques Riverlane.
Cela a conduit à rechercher des qubits plus stables ainsi que des techniques de correction d’erreurs pour surmonter le « bruit », repoussant la date à laquelle les ordinateurs quantiques sont susceptibles d’atteindre leur plein potentiel de plusieurs années.
L’affirmation chinoise, en revanche, semblait être une approbation des systèmes « bruyants » d’aujourd’hui, tout en suscitant une vague d’inquiétude dans le monde de la cybersécurité face à une menace potentiellement imminente pour la sécurité en ligne.
À la fin de la semaine dernière, un certain nombre de chercheurs à l’intersection des mathématiques avancées et de la mécanique quantique avaient jeté de l’eau froide sur cette affirmation.
Brierley de Riverlane a déclaré que cela « ne peut pas fonctionner » parce que les chercheurs chinois avaient supposé qu’un ordinateur quantique serait capable d’exécuter simplement un grand nombre de calculs simultanément, plutôt que d’essayer d’obtenir un avantage en appliquant les propriétés quantiques du système.
Peter Shor, le mathématicien américain qui a proposé pour la première fois un moyen pour les ordinateurs quantiques de déchiffrer le cryptage, a prédit que l’incapacité d’exécuter tous les calculs à la fois signifiait qu’il faudrait « des millions d’années » pour qu’un ordinateur quantique exécute le calcul proposé dans l’article. .
La recherche chinoise intervient à un moment où de nombreuses entreprises travaillant sur la technologie sont dans une course pour prouver que les systèmes « bruyants » d’aujourd’hui peuvent atteindre un soi-disant avantage quantique – le point auquel un ordinateur quantique peut effectuer une tâche utile plus efficacement qu’un machine traditionnelle ou « classique », inaugurant l’utilisation commerciale de la technologie.
Il y a quatre ans, John Preskill, professeur de physique théorique au California Institute of Technology, a prédit que les systèmes quantiques commenceraient à être plus performants et pourraient avoir des utilisations commerciales une fois qu’ils auraient atteint une taille de 50 à 100 qubits. Mais ce moment est venu et est reparti sans que les systèmes quantiques ne montrent une nette supériorité. IBM a dévoilé il y a plus d’un an un ordinateur de 127 qubits et a annoncé le mois dernier qu’un nouveau processeur de 433 qubits serait disponible au premier trimestre 2023.
Ces jours-ci, Preskill semble plus prudent. « Je m’attends à ce que pour les applications pratiques ayant une valeur commerciale significative, nous devions attendre les ordinateurs quantiques tolérants aux pannes avec correction d’erreurs », a-t-il déclaré, ajoutant que ce serait probablement « un chemin à parcourir ». Mais il a ajouté que les systèmes d’aujourd’hui avaient déjà une valeur scientifique.
L’une des raisons pour lesquelles les espoirs ont reculé est que de nouvelles façons de programmer les ordinateurs classiques ont été trouvées pour gérer des tâches que l’on pensait autrefois les dépasser.
Cela a repoussé la frontière quantique, retardant le moment où les personnes qui construisent des systèmes quantiques peuvent revendiquer un avantage, a déclaré Oskar Painter, responsable du matériel quantique dans la division informatique en nuage d’Amazon, l’une des entreprises technologiques qui construit son propre ordinateur quantique. « Ils n’ont jamais pu dire, ‘Ce sera mieux' », a-t-il dit.
Après des années d’attentes croissantes, le manque d’utilisations pratiques de la technologie a conduit certains experts à mettre en garde contre un potentiel « hiver quantique » – une période où la déception face à une nouvelle technologie entraîne une baisse d’intérêt pendant plusieurs années. Le terme est emprunté aux « hivers » de l’IA des années 1970 et 1980, lorsqu’un certain nombre de voies de recherche prometteuses se sont révélées être des impasses, faisant reculer le terrain pendant de longues périodes.
« Les gens craignent que ce ne soit vraiment dur », a déclaré Painter d’Amazon Web Services. Comme beaucoup dans le domaine, cependant, il a déclaré que tout contrecoup à court terme était peu susceptible d’affecter le financement de la recherche à long terme. « Je ne pense pas que cela va disparaître », a-t-il ajouté.
Le recul des espoirs de bénéfices précoces de l’informatique quantique a déjà contribué à une forte chute des actions d’une poignée d’entreprises qui ont surfé sur la vague d’enthousiasme du secteur pour entrer en bourse depuis le milieu de 2021.
Sur la base de leurs cours maximaux peu après leur introduction en bourse, Arquit, IonQ, D-Wave et Rigetti ont atteint une valeur combinée de 12,5 milliards de dollars. Ce montant est depuis tombé à 1,4 milliard de dollars. Parmi les événements qui ont frappé les entreprises quantiques l’année dernière, IonQ a été frappé par un rapport d’un vendeur à découvert affirmant que sa technologie n’était pas à la hauteur de ses affirmations, tandis que le fondateur de Rigetti, Chad Rigetti, a été démis de ses fonctions de PDG avant de quitter l’entreprise à la fin de l’année.
Une partie du problème auquel le secteur est confronté a été un excès de «battage médiatique» à propos de la technologie, a déclaré Constantin Gonciulea, directeur technique des technologies de pointe chez Wells Fargo. Il a comparé l’accumulation d’attentes autour du quantum à l’industrie de la cryptographie, car de nombreux non-experts ont été attirés sur le terrain et les promesses pour la technologie ont largement dépassé son potentiel à court terme.
Malgré cela, les entreprises travaillant sur les premières machines et logiciels quantiques insistent toujours sur le fait que les utilisations pratiques de la technologie sont imminentes – tout en continuant à éviter soigneusement de donner une prédiction trop précise sur le moment exact où cela se produira.
David Rivas, responsable de l’ingénierie et des produits chez Rigetti, a déclaré que l’entreprise croyait toujours qu’elle atteindrait un avantage quantique lorsque ses ordinateurs auraient « quelques centaines à quelques milliers de qubits ». Même s’ils ne peuvent pas égaler les performances des supercalculateurs d’aujourd’hui, ils seront toujours utiles s’ils coûtent beaucoup moins cher, ou s’ils peuvent fonctionner plus rapidement ou avec plus de précision, a-t-il déclaré.
Pour certaines entreprises quantiques, l’affirmation surprenante des Chinois sur le cryptage en ligne était un signe que le grand moment de la technologie se rapprochait. Mais pour les sceptiques, l’impraticabilité apparente de la recherche servira de confirmation que l’informatique quantique est toujours une expérience scientifique impressionnante plutôt qu’une technologie pratique.