Une équipe de choc, dirigée par des chercheurs de Google, de la NASA et du Oak Ridge National Laboratory, affirme officiellement avoir franchi le cap technologique de la suprématie quantique.
Dans un nouvel article publié cette semaine, les scientifiques expliquent comment ils ont mis au point un processeur quantique capable d’effectuer une tâche de calcul complexe en un peu plus de trois minutes. En revanche, un superordinateur classique de pointe aurait besoin d’environ 10 000 ans pour effectuer les mêmes calculs.
Cet énorme écart de temps, en un mot, représente quelque chose que les physiciens et les informaticiens ont prédit depuis longtemps : le seuil à partir duquel les ordinateurs quantiques deviennent capables de résoudre des problèmes que les ordinateurs binaires traditionnels (même les plus puissants) ne peuvent tout simplement pas résoudre, en termes pratiques.
“Cette expérience établit que les ordinateurs quantiques d’aujourd’hui peuvent surpasser les meilleurs ordinateurs conventionnels pour un repère synthétique”, déclare Travis Humble, le directeur de l’Institut d’informatique quantique d’Oak Ridge.
“Il y a eu d’autres efforts pour essayer cela, mais notre équipe est la première à démontrer ce résultat sur un système réel.”
Nous savions donc que ce moment allait arriver. Pas seulement parce que la suprématie quantique en tant que concept a été envisagée de manière générale depuis des décennies (bien que le terme spécifique tel qu’il est utilisé aujourd’hui n’ ait été articulé qu’en 2012).
Mais aussi parce que vous vous souvenez peut-être que l’article dirigé par Google a fait l’objet d’une fuite il y a un mois, donnant au monde un aperçu des revendications révolutionnaires, maintenant officiellement publiées dans Nature.
Cet aperçu a donné à d’autres chercheurs en sciences quantiques le temps de délibérer sur l’expérience et la thèse de Google, et tout le monde n’est pas convaincu que l’ère de la suprématie quantique a vraiment commencé.
Les chercheurs d’IBM ont affirmé que le superordinateur traditionnel utilisé dans l’expérience de Google (la machine Summit d’IBM) n’a pas été utilisé efficacement, ce qui explique, selon eux, le décalage de 10 000 ans peu flatteur.
En calibrant Summit différemment pour la même expérience, IBM affirme qu'”une simulation idéale de la même tâche peut être réalisée sur un système classique en 2,5 jours et avec une bien plus grande fidélité” – et les chercheurs ont publié un billet de blog et un document de travail pour étayer leurs arguments.
De telles controverses, étant donné la nature extrêmement technique et scientifiquement ésotérique de la recherche et des concepts concernés, ne sont pas surprenantes. En fait, elles ont également été prédites.
“Même si nous pensons que certains calculs quantiques seront hors de portée de tout ordinateur conventionnel, il est difficile d’affirmer qu’un ensemble particulier de processus ne peut pas être simulé par une astuce appropriée”, a déclaré le mois dernier à ScienceAlert le théoricien de l’information quantique Stephen Bartlett, de l’université de Sydney.
“Je soupçonne que les premières revendications de suprématie quantique seront suivies d’une longue période de contestation, au cours de laquelle les scientifiques repousseront les limites des superordinateurs classiques pour trouver un moyen de simuler ces démonstrations prétendues.”
En effet, c’est dans cette zone grise technologique que le domaine pourrait se concentrer pendant un certain temps, les chercheurs redoublant d’efforts pour tester les limites des superordinateurs conventionnels avancés face aux capacités naissantes des ordinateurs quantiques les plus avancés (mais encore très précoces) du monde.
En tout état de cause, le débat n’ébouriffe pas les plumes de l’équipe de recherche dirigée par Google.
“Il est probable que le temps de simulation classique, actuellement estimé à 10 000 ans, sera réduit par l’amélioration du matériel et des algorithmes classiques, mais, comme nous sommes actuellement 1,5 trillion de fois plus rapides, nous nous sentons à l’aise pour revendiquer cette réalisation”, déclare l’ un des membres du groupe, Brooks Foxen, de l’UC Santa Barbara.
Lors d’un appel aux médias, John Martinis, chercheur principal de Google, a déclaré que la réplique initiale d’IBM restait hypothétique et devait être étayée.
“Nous sommes impatients de voir les gens mettre l’idée en pratique sur Summit, la vérifier et contrôler nos données, car cela fait partie du processus scientifique – ne pas se contenter de proposer une idée, mais la mettre en pratique et la vérifier”, a déclaré M. Martinis.
“En même temps, nous améliorerons nos ordinateurs quantiques”
Malgré les affirmations et les contre-affirmations, le fait que plusieurs des plus grands scientifiques mondiaux de l’informatique quantique aient même ce débat suggère que l’horizon de la suprématie quantique, aussi désordonné et litigieux soit-il, a été atteint.
Dans un commentaire sur l’article de Google, William Oliver, chercheur au MIT, compare l’exploit de Google aux premiers vols des frères Wright.
“Leur avion, le Wright Flyer, n’était pas le premier véhicule aérien à voler, et il n’a pas résolu un problème de transport urgent. Il n’a pas non plus annoncé l’adoption généralisée des avions ni marqué le début de la fin pour les autres modes de transport”, écrit Oliver.
“On se souvient plutôt de l’événement pour avoir montré un nouveau régime opérationnel – le vol autopropulsé d’un avion plus lourd que l’air. C’est ce que l’événement représentait, plutôt que ce qu’il a accompli en pratique, qui était primordial.
“Il en va de même avec ce premier rapport sur la suprématie de l’informatique quantique.”
Les résultats sont publiés dans la revue Nature.