IA quantique de Google
Aujourd’hui, Google a annoncé une démonstration de correction d’erreur quantique sur sa prochaine génération de processeurs quantiques, Sycamore. L’itération sur Sycamore n’est pas dramatique – c’est le même nombre de qubits, juste avec de meilleures performances. Et l’obtention d’une correction d’erreur quantique n’est pas vraiment d’actualité – ils avaient réussi à la faire fonctionner il y a quelques années.
Au lieu de cela, les signes de progrès sont un peu plus subtils. Dans les générations précédentes de processeurs, les qubits étaient suffisamment sujets aux erreurs pour que leur ajout à un schéma de correction d’erreurs entraîne des problèmes plus importants que le gain de corrections. Dans cette nouvelle itération, ajouter plus de qubits et faire baisser le taux d’erreur est possible.
Nous pouvons arranger cela
L’unité fonctionnelle d’un processeur quantique est un qubit, qui est tout – un atome, un électron, un morceau d’électronique supraconductrice – qui peut être utilisé pour stocker et manipuler un état quantique. Plus vous avez de qubits, plus la machine est performante. Au moment où vous avez accès à plusieurs centaines, on pense que vous pouvez effectuer des calculs qui seraient difficiles, voire impossibles à faire sur du matériel informatique traditionnel.
Autrement dit, en supposant que tous les qubits se comportent correctement. Ce qu’ils ne font généralement pas. Par conséquent, lancer plus de qubits sur un problème augmente le risque que vous rencontriez une erreur avant qu’un calcul puisse se terminer. Nous avons donc maintenant des ordinateurs quantiques avec plus de 400 qubits, mais essayer de faire un calcul qui nécessiterait les 400 échouerait.
La création d’un qubit logique corrigé des erreurs est généralement acceptée comme la solution à ce problème. Ce processus de création consiste à distribuer un état quantique parmi un ensemble de qubits connectés. (En termes de logique de calcul, tous ces qubits matériels peuvent être adressés comme une seule unité, d’où un « qubit logique ».) La correction d’erreur est activée par des qubits supplémentaires voisins de chaque membre du qubit logique. Ceux-ci peuvent être mesurés pour déduire l’état de chaque qubit faisant partie du qubit logique.
Maintenant, si l’un des qubits matériels faisant partie du qubit logique a une erreur, le fait qu’il ne contienne qu’une fraction des informations du qubit logique signifie que l’état quantique n’est pas détruit. Et mesurer ses voisins révélera l’erreur et permettra un peu de manipulation quantique pour la corriger.
Plus vous dédiez de qubits matériels à un qubit logique, plus il doit être robuste. Il n’y a que deux problèmes en ce moment. La première est que nous n’avons pas de qubits matériels à revendre. L’exécution d’un schéma de correction d’erreurs robuste sur les processeurs avec le plus grand nombre de qubits nous laisserait envisager d’utiliser moins de 10 qubits pour un calcul. Le deuxième problème est que les taux d’erreur des qubits matériels sont trop élevés pour que tout cela fonctionne. L’ajout de qubits existants à un qubit logique ne le rend pas plus robuste ; cela rend plus susceptible d’avoir tellement d’erreurs à la fois qu’elles ne peuvent pas être corrigées.