Demandez à n’importe quel programmeur quel est l’avenir de la programmation, et il y a de fortes chances qu’il mentionne au moins la possibilité intrigante de l’informatique quantique : un domaine qui exploite le comportement étrange des particules subatomiques pour effectuer plusieurs calculs à la fois.

Image d’entête : photo du processeur (quantique) Sycamore de Google. (Erik Lucero)

Selon les chercheurs, les ordinateurs quantiques de demain fonctionneront à un rythme supérieur de celui des ordinateurs traditionnels, ce qui renforcera la capacité de l’humanité à faire appel à l’intelligence artificielle, à fabriquer de nouveaux matériaux, à renforcer ses capacités de cryptage, etc…

Rien de tout cela n’est encore arrivé. Mais si les résultats d’une étude publiée cette semaine se confirment, Google vient peut-être de nous rapprocher un peu plus de cette réalité.

Dans l’étude, l’équipe AI Quantum du géant de la technologie présente des preuves qu’elle a construit un ordinateur quantique qui n’a besoin que de 200 secondes pour résoudre un problème qui aurait pris 10 000 ans au Summit d’IBM, le plus puissant supercalculateur du monde. Google appelle leur exploit informatique, dans lequel un ordinateur quantique a accompli quelque chose qu’un ordinateur traditionnel n’aurait pas pu accomplir, la « suprématie quantique » (Quantum Supremacy), un terme audacieux signifiant le début d’une époque où les ordinateurs traditionnels sont devenus obsolètes.

Déjà, cette annonce a été contestée par IBM, qui a conçu le Summit pour le ministère de l’Énergie américain. Avec juste un ajustement ou deux, les scientifiques d’IBM ont écrit dans un article de blog que le Summit pourrait accomplir la tâche de Google en seulement 2,5 jours.

Mais d’autres membres de la communauté informatique sont provisoirement optimistes quant à la promesse de cette percée, une promesse qui  » constitue un sérieux coup aux arguments plausibles selon lesquels il est impossible de fabriquer un ordinateur quantique.

Pour être clair, l’ordinateur quantique en question, un processeur de 53 qubit appelé Sycamore, n’a pas résolu un problème avec une application directe et pratique : bien que le calcul lui-même était complexe, son résultat n’était que des chaînes de nombres aléatoires. Mais c’est la preuve, affirment les chercheurs de Google, que la mécanique quantique peut être mise à profit.

L’ordinateur quantique de Google. Tous ces fils sont destinés à contrôler les qubits individuels et à maintenir le tout à des températures incroyablement froides. (Google)

Représentation du cryostat renfermant le processeur sycamore. (Forest Stearns/ Google AI Quantum Artist in Residence)

Les ordinateurs traditionnels effectuent des calculs en traitant des « bits » d’information qui codent chacun un 0 ou un 1, mais jamais les deux. La mécanique quantique renverse cet obstacle binaire. Comme les particules subatomiques, qui peuvent exister dans deux états à la fois (intrication), les bits quantiques (ou qubits) peuvent stocker deux valeurs numériques à la fois. Cette propriété de la double occupation peut se révéler une aubaine pour l’efficacité. Un ordinateur quantique est multitâche et chaque qubit supplémentaire augmente sa puissance de traitement de manière exponentielle.

Sur une échelle plus grande et plus réduite, les ordinateurs quantiques pourraient aussi interpréter les problèmes différemment des ordinateurs traditionnels, grâce à la façon dont leurs qubits interagissent, et pourraient avoir de meilleurs moyens d’identifier les bonnes solutions que les mauvaises. Tout cela pour dire que le potentiel de l’informatique quantique est immense.

C’est très bien en théorie, mais en fait, la fabrication d’un ordinateur à base de qubit n’est pas facile. Les états quantiques doivent être induits et restent extrêmement fragiles, même à la moindre perturbation. C’est quelque chose que les chercheurs, y compris ceux de Google et d’IBM, ont du mal à gérer depuis des années. C’est peut-être la raison pour laquelle l’étude de Google a suscité le scepticisme depuis sa première parution.

Dans leur article, l’équipe d’IBM défend les prouesses de Summit en matière de calcul. Ils soulignent également un gros inconvénient du programme de Google : Il ne peut pas corriger ses propres erreurs. Summit, disent-ils, aurait accompli la tâche de Sycamore avec plus de précision.

Google n’a pas encore appliqué son ordinateur quantique à quelque chose de  » pratique « , a souligné Dario Gil, directeur de l’IBM Research, à Cho, une limitation qui, selon lui, pourrait diminuer la vigueur de leurs affirmations.

Google, cependant, se tient à la réalisation de Sycamore. Même des étapes progressives nous rapprochent d’un avenir quantique et de tout ce qu’il a à offrir, expliquent-ils et Sundar Pichai, PDG de Google, de rajouter :

Ce sont ces jalons qui font progresser les choses dans ce domaine. C’est ainsi que l’humanité progresse.

L’étude publiée dans Nature : Quantum supremacy using a programmable superconducting processor et présentée sur le site du Google AI Blog. L’article d’IBM sur l’annonce de Google : On “Quantum Supremacy”.