L’ordinateur quantique de Google : une avancée majeure
La course vers l'ordinateur quantique suprême vient de connaître un tournant décisif. Le géant technologique Google a en effet dévoilé sa nouvelle puce quantique baptisée Willow, qui marque une avancée majeure dans la quête du Saint Graal de l'informatique : le calcul quantique tolérant aux erreurs. Avec ses 105 qubits de haute qualité et son code de correction d'erreurs novateur, Willow ouvre une nouvelle ère pleine de promesses. Plongeons ensemble dans les secrets de cette puce révolutionnaire !
Willow, l'arbre qui cache une forêt de qubits
Chez Google, on aime s'inspirer de la nature pour nommer ses créations quantiques. Après la puce Sycamore présentée en 2019, voici donc Willow, dévoilée en grande pompe le 9 décembre 2024. Si le nombre de qubits passe de 54 à 105, soit presque le double, c'est surtout la qualité de ces qubits qui fait toute la différence.
Les ingénieurs de Google ont en effet réussi à multiplier par cinq le temps de cohérence des qubits, atteignant près de 100 microsecondes. Le taux d'erreur sur les portes à un qubit a aussi été sensiblement réduit, à 0,035%. Des progrès rendus possibles grâce à une nouvelle salle blanche ultramoderne inaugurée à Santa Barbara, en Californie.
Le code de surface, clé de la correction d'erreurs
Mais la vraie révolution de Willow, c'est sa capacité à résister aux erreurs grâce à un code de correction d'erreurs quantique appelé code de surface. Pour la première fois, les chercheurs de Google ont réussi à fabriquer un qubit logique dont le taux d'erreur est plus faible que celui des qubits physiques qui le composent.
Un qubit logique est constitué d'un ensemble de qubits physiques intriqués qui servent à encoder l'information de façon redondante. Des qubits auxiliaires sont utilisés pour effectuer des mesures de parité entre les qubits de données. Cela permet de détecter et corriger les erreurs sans perturber l'état des qubits.
Pour le code de surface, la tolérance aux erreurs est définie par une valeur appelée distance. Une distance arbitraire d permet de corriger simultanément (d-1)/2 erreurs. D'où l'intérêt de l'augmenter.
Hartmut Neven, responsable de l'ingénierie de Google Quantum AI
Vers la suprématie quantique 2.0 ?
Les performances de Willow ont été évaluées grâce au fameux benchmark RCS (Random Circuit Sampling), le même qui avait permis à Google de clamer la "suprématie quantique" en 2019 avec Sycamore. Cette fois, Willow a effectué le calcul en seulement 5 minutes, contre 1025 années pour un supercalculateur classique !
Pourtant, Hartmut Neven se montre prudent et admet que le RCS n'a "pas d'utilité pour une quelconque application". Selon lui, Google a accompli "à peu près la moitié du chemin" vers son objectif d'un ordinateur quantique tolérant aux fautes avec 1000 qubits physiques et un taux d'erreur de 1 pour 1 million d'opérations.
Malgré tout, Willow représente un pas de géant vers le calcul quantique universel, capable de résoudre des problèmes inabordables pour les ordinateurs classiques dans des domaines aussi variés que :
- La simulation de molécules pour découvrir de nouveaux médicaments ou matériaux
- L'optimisation de problèmes complexes en logistique, finance ou intelligence artificielle
- La résolution de problèmes mathématiques réputés difficiles comme la factorisation de grands nombres
Avec Willow, Google montre qu'il est plus que jamais déterminé à cueillir les fruits de l'ordinateur quantique suprême. Mais la route est encore longue et semée d'embûches. D'autres acteurs comme IBM, Microsoft, Amazon ou des startups ambitieuses sont aussi dans la course. La bataille du quantique ne fait que commencer !
