l’utilisation pratique des ordinateurs quantiques est-elle à portée de main ?
2024-10-05
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reference news network a rapporté le 5 octobre que, selon un rapport publié le 30 septembre sur le site web hebdomadaire britannique "new scientist", certaines expériences récentes indiquent que les chercheurs pourraient être en mesure de développer un ordinateur quantique utile dès 2029.
selon le rapport, les chercheurs ont déclaré que ces dernières expériences représentaient une étape clé et marquaient que nous entrions dans une nouvelle ère. "tout à coup, des appareils vraiment utiles semblent à portée de main comme jamais auparavant", déclare jamie vicari de l'université de cambridge au royaume-uni.
au cours de la dernière décennie, les sociétés d’informatique quantique se sont principalement concentrées sur la construction d’appareils de plus en plus grands, augmentant progressivement le nombre de qubits dans le système. les qubits sont les unités de base de l'information quantique, réalisées grâce à des systèmes physiques tels que le spin électronique ou la polarisation des photons. mais les qubits sont sujets aux erreurs et ne peuvent pas exécuter de manière fiable les algorithmes utilisés dans le monde réel.
désormais, les entreprises semblent se tourner vers la création de qubits sans erreur, appelés qubits logiques. ces qubits physiques peuvent réduire les erreurs à des niveaux suffisamment bas pour exécuter des algorithmes cohérents avec le monde réel.
"cela marque une réinitialisation et une nouvelle référence pour tout ce qui concerne l'informatique quantique", a déclaré vicari. "c'est passionnant car c'est le moment où les ordinateurs quantiques commencent à devenir utiles."
en août, des chercheurs de google ont publié un article montrant que lors de la création de qubits logiques en ajoutant davantage de qubits physiques à un ordinateur, les erreurs ne deviennent pas incontrôlables mais franchissent un seuil. après le saut, en principe, les erreurs diminueront à mesure que le système évolue. l'idée est de répartir les informations sur un groupe de qubits, de sorte que si une erreur se produit dans un qubit, cela n'affecte pas le calcul global.
dan brown de l'university college london a déclaré : « la situation idéale serait de réduire davantage le taux d'erreur et d'améliorer la qualité des qubits tout en les augmentant. faire ces choses en même temps est très difficile, mais ce qui me rend optimiste, c'est que les résultats de google expérience preuve qu’ils essaient.
cependant, roberto bondesan de l'imperial college de londres a déclaré que le travail de google n'implique pas d'effectuer des calculs via des qubits. les chercheurs ont plutôt montré que ces qubits peuvent agir comme de la mémoire.
une autre étude publiée en septembre par des chercheurs de microsoft et de la startup d'informatique quantique quantitative quantum computing combinait qubits correcteurs d'erreurs et informatique. l'équipe a mis en place différentes combinaisons de qubits, créant quatre qubits logiques, puis a effectué des opérations logiques de base sur le système, telles que faire passer la valeur du qubit de positive à négative.
"ils ont moins de cycles de correction d'erreurs, donc leur mémoire quantique a un temps de stabilisation plus court, mais elle peut également être utilisée pour effectuer certains calculs", a déclaré bondesan.
l'ordinateur quantique étudié par microsoft utilise une conception matérielle différente de celle de google, utilisant une série de particules chargées piégées magnétiquement plutôt que des fils supraconducteurs.
cela lui permet d'utiliser une technique de correction d'erreurs qui organise les qubits dans une structure géométrique complexe (un hypercube à quatre dimensions). "en principe, ils peuvent coder davantage de qubits logiques avec moins de qubits physiques. en ce sens, c'est plus efficace", a déclaré bondesan.
d’autres chercheurs ont montré comment la correction des erreurs peut être effectuée dans des ordinateurs quantiques plus alternatifs. benjamin brock de l'université de yale aux états-unis et ses collègues ont testé une technique de correction d'erreurs appelée codage bose, qui répartit les erreurs à travers les vibrations d'un ordinateur quantique. ce système n'utilise pas de qubits, mais des « qubits de haute dimension », qui peuvent prendre plus de valeurs que 1 et 0 et sont théoriquement plus puissants. en outre, des chercheurs de l'équipe d'informatique quantique d'amazon ont démontré un autre type de codage bose appelé « qubits catégoriels », qui, à l'instar des résultats de google, montre qu'à mesure que le système évolue, ses erreurs diminuent.
"les approches de google et de microsoft suivent davantage l'informatique quantique basée sur les qubits, tandis que le codage bose introduit dans les expériences de yale et d'amazon est plus nouveau et exploratoire, mais aussi très excitant", a déclaré brown.
brown a déclaré que la correction d'erreur fonctionnait sur un certain nombre de conceptions et d'expériences différentes, suggérant que les résultats théoriques précédents pourraient s'appliquer aux systèmes du monde réel. il a déclaré : « il existe de nombreuses bonnes idées théoriques sur l'informatique quantique tolérante aux pannes et la correction d'erreurs, mais aucune d'entre elles n'a été prouvée, ou elles l'ont été de manière très limitée ou limitée à des cas particuliers. les choses ont vraiment changé. beaucoup de changements au cours des dernières années. nous avons franchi un certain nombre d’étapes clés, démontrant différents aspects de l’informatique quantique tolérante aux pannes.
cependant, le rythme des progrès pourrait être ralenti et un système totalement tolérant aux pannes pourrait rester hors de portée, ce qui pourrait anéantir les espoirs suscités par les délais optimistes de google et d'ibm. "je serais surpris si cela se passait très bien", a déclaré brown. "je pense qu'il y aura des barrières. chacune de ces plates-formes évoluera aussi loin que possible jusqu'à ce qu'elle rencontre une barrière. il est difficile de prédire où les barrières surgiront. " ( compilé/xiong wenyuan)
